核分布因子1在出生后早期大脑发育过程中，参与脑室-室管膜下区的细胞增殖过程

生物通首页 > 今日动态 > 正文

核分布因子1在出生后早期大脑发育过程中，参与脑室-室管膜下区的细胞增殖过程

时间：2026年3月20日

来源：Brain Research

编辑推荐：

室下区神经干细胞增殖调控机制及NDE1功能研究。NDE1通过维持神经前体细胞增殖抑制室下区神经发生障碍，电转沉默NDE1使小鼠室下区细胞增殖减少60.7%，伴随嗅球新生神经元数量下降38.2%。

清水翔子|石野勇吾|宫田信吾

日本大阪府大阪市大阪山，金田大学传统亚洲医学研究所分子脑科学部，邮编589-8511

摘要

脑室-室管膜下区（V-SVZ）是位于产后哺乳动物大脑侧脑室壁上的一个特化的神经发生微环境。在V-SVZ中，神经干细胞（NSCs）产生过渡性扩增的神经前体细胞，这些前体细胞进一步生成神经母细胞。来自V-SVZ的神经母细胞具有增殖潜能，并通过头部迁移流（RMS）向嗅球（OB）迁移，在那里分化为嗅球中间神经元。然而，在从胚胎期到成年期的过渡阶段——即早期产后大脑发育过程中，V-SVZ细胞增殖和嗅球神经发生的具体调控机制尚不清楚。我们研究了动力蛋白辅因子核分布元件1（NDE1）在早期产后大脑发育中的作用。研究发现，在早期产后阶段，Nde1 mRNA在小鼠的V-SVZ中的神经干细胞、过渡性扩增的神经前体细胞以及神经母细胞中均有表达，且这种表达也存在于RMS和嗅球中的迁移神经母细胞中。通过新生小鼠大脑中的体内电穿孔技术过表达Nde1短发夹RNA（shRNA）来敲低Nde1的表达，可以抑制V-SVZ细胞的增殖；而过表达具有抗Nde1功能的野生型shRNA或抗动力蛋白结合区域缺陷的shRNA则无法恢复这种抑制作用。V-SVZ细胞增殖的缺陷导致了神经母细胞的生成减少，进而减少了新生成的嗅球神经元数量。因此，这些结果表明NDE1参与了发育中V-SVZ内神经干细胞和神经前体细胞的增殖过程，说明NDE1在早期产后V-SVZ神经发生中起着重要作用。

引言

脑室-室管膜下区（V-SVZ）是产后大脑中最大的神经发生区域。它位于侧脑室的壁面上，含有能够自我更新并产生神经元和胶质细胞的神经干细胞（NSCs）（Fuentealba等人，2012年）。在V-SVZ中，NSCs生成过渡性扩增的神经前体细胞，这些前体细胞进一步产生新的未成熟神经元——即神经母细胞（Lim和Alvarez-Buylla，2016年）。这些神经母细胞具有增殖潜能，并沿着头部迁移流（RMS）向嗅球迁移，在那里分化为嗅球中间神经元（Lim和Alvarez-Buylla，2016年）。从发育角度来看，产后V-SVZ中的NSCs源自胚胎期的NSCs和放射状胶质细胞（Merkle等人，2004年）。在胚胎发生过程中，放射状胶质细胞积极参与神经发生；然而，其中一部分细胞会暂时减缓分裂速度，进入静止状态，并在产后大脑中保持这种状态（Fuentealba等人，2015年；Furutachi等人，2015年）。出生后的最初几周内，含有放射状胶质细胞的胚胎脑室区逐渐转变为产后V-SVZ微环境（Tramontin等人，2003年）。在此过程中，放射状胶质细胞消失，其长径向突起回缩，转变为产后NSCs、室管膜细胞和实质星形胶质细胞（Merkle等人，2004年；Fuentealba等人，2015年；Furutachi等人，2015年；Ortiz-Álvarez等人，2019年）。随后，更为静止的成年V-SVZ形成，其中的成年NSCs通常处于非增殖状态，但在必要时仍具有增殖潜力；室管膜细胞则形成旋风状结构（Mirzadeh等人，2008年；Chaker等人，2016年）。V-SVZ因作为成年后损伤或疾病时神经元前体细胞的来源而受到广泛关注。然而，关于早期产后阶段（即胚胎期与成年期之间的过渡期）V-SVZ细胞增殖和神经发生的调控机制知之甚少。研究表明，人类新生儿的V-SVZ具有显著的神经发生活性（Sanai等人，2011年；Paredes等人，2016年），这表明新生儿V-SVZ具有神经元补充和内源性再生的潜力。因此，需要进一步研究早期产后阶段V-SVZ细胞增殖和神经发生的调控机制，以了解病理状况并设计针对新生儿脑损伤（如缺氧-缺血）的治疗策略。

核分布元件1（NDE1）是一种进化上保守的蛋白质，对皮质神经发育至关重要（Kitagawa等人，2000年；Sasaki等人，2000年；Feng等人，2000年）。NDE1和NDE1基因已被证实是导致啮齿动物小头症的致病基因，以及人类NDE1突变患者的临床病例（Feng和Walsh，2004年；Pawlisz等人，2008年；Alkuraya等人，2011年；Bakircioglu等人，2011年；Guven等人，2012年；Paciorkowski等人，2013年；Lipka等人，2013年；Doobin等人，2016年）。NDE1通过与动力蛋白及其辅因子LIS1的直接相互作用来调节细胞质中的动力蛋白活性，LIS1由lissencephaly相关基因LIS1编码（Stehman等人，2007年；McKenney等人，2010年；Bradshaw等人，2013年；Monda和Cheeseman，2018年；Garrott等人，2022年；Zhao等人，2023年）。在早期胚胎发育过程中，NDE1在皮质脑室区的皮质前体细胞中高度表达（Feng等人，2000年），而Nde1敲低的小鼠在皮质发育过程中表现出小头症相关畸形（Feng和Walsh，2004年）。这些畸形表现为神经发生受损，其原因在于皮质前体细胞的增殖过程出现异常，同时神经元命运决定和迁移也受到影响（Feng和Walsh，2004年）。关于NDE1的研究主要集中在胚胎大脑发育阶段。尽管有报道指出NDE1也存在于围产期和产后大脑的V-SVZ中（Feng和Walsh，2004年；Pei等人，2014年），但对其在产后大脑发育中的功能研究较少。在本研究中，我们利用体内电穿孔技术将Nde1短发夹RNA（shRNA）引入新生小鼠大脑，以探讨NDE1在早期产后大脑发育过程中对V-SVZ细胞增殖的调控作用。

研究片段

实验动物

实验所用Jcl:ICR小鼠为雌雄各半，购自CLEA Japan有限公司（东京，日本），用于原位杂交（ISH）、ISH与免疫组化结合（ISH-IHC）以及体内电穿孔实验。小鼠可自由交配；插管检测后的次日定义为胚胎第0.5天（E0.5）。实验使用了不同产后发育阶段的小鼠。所有动物实验均遵循动物伦理委员会批准的方案进行。

早期产后大脑发育过程中，NDE1在V-SVZ的神经干细胞、过渡性扩增的神经前体细胞及神经母细胞中表达

已有研究表明，NDE1在围产期和产后小鼠的V-SVZ中表达（Feng和Walsh，2004年；Pei等人，2014年）。然而，针对早期产后大脑中NDE1表达的详细分析尚未开展。为了检测早期产后阶段Nde1 mRNA的表达情况，我们在P1、P7、P14和P21阶段的小鼠中使用了针对Nde1 mRNA的反义探针进行ISH实验。结果显示，Nde1 mRNA在P0至P21阶段的V-SVZ中均有表达。