Otx1突變和過表達情況下運動皮層第V層錐體神經元的形態(tài)學分析.pdf

1、目的：大腦皮層(Cerebral cortex)是認知功能、感知功能、運動協調發(fā)揮的基礎。轉錄因子Otx1在大腦的形態(tài)發(fā)育中起關鍵作用，并高度表達于大腦皮層第五層的錐體神經元中(Layer V pyramidal cells，L5PCs)。Otx1突變小鼠在第五層的軸突修剪過程有缺陷并表現出癲癇行為。盡管Otx1基因在大腦中的功能已被較廣泛研究，但Otx1基因是否對L5PCs形態(tài)功能發(fā)揮作用還不清楚。作為我們組進行的系統研究Otx1基因

2、對L5PCs生理特性作用課題的一部分，本人論文重點研究Otx1基因突變對運動皮層L5PCs形態(tài)和以及對小鼠生長的影響。
　　方法：用年齡相同的Otx1突變小鼠和正常小鼠，首先，通過體重測量比較，初步探究Otx1突變對小鼠生長發(fā)育的影響;其次，對用全細胞膜片鉗記錄后的運動區(qū)腦片進行免疫組化染色，利用Neurolucida系統對染色后的L5PCs進行三維(3Dimensional，3D)重構，以便進行定量分析，來探究Otx1基因突變對

3、L5PCs形態(tài)發(fā)育是否有影響;最后，通過免疫熒光等技術觀察、分析Otx1點突變小鼠與正常小鼠相比在L5PCs的OTX1蛋白表達是否有差異。另外，使用子宮內電穿孔技術(In uteroelectroporation，IUE)使Otx1基因過表達于大腦皮質第二層或第三層皮質(L2/3)的錐體神經元中（pyramidal cells，PCs），在正常情況下Otx1基因不表達于這些皮層，以研究過表達情況下對PCs的形態(tài)影響。
　　結果：O

4、tx1突變小鼠體重明顯低于正常小鼠體重，統計學比較有明顯差異。在Otx1基因突變情況下，L5PCs基樹突的測量值與對照組比較顯著性減低。而在Otx1過表達的錐體細胞(PCs)與GFP對照組相比情況恰好相反:Otx1過表達的PCs基樹突參數顯示較高的測量值。對基樹突的分支節(jié)段(branch order)參數進行分析，在Otx1基因突變情況下，L5PCs的平均節(jié)段數(segment number)和平均節(jié)段長度(averagesegment

5、 length)都比對照組的測量值偏低，而過表達情況下結果正好相反:Otx1過表達的PCs的測量值偏高。免疫熒光和定量分析結果觀察到Otx1突變在大腦皮質運動區(qū)第五層的蛋白表達與對照組相比無明顯差異。
　　結論：盡管Otx1基因突變沒有影響到其在大腦皮層第五層上的蛋白表達，但其導致L5PCs基樹突形態(tài)改變。這些改變在一定程度上可能與這些神經元在電生理特性及突觸連接方面的功能性變化相關。從總體看，Otx1基因作為轉錄因子對小鼠的生長