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嗅觉系统是哺乳动物机体的一个重要组成部分。嗅觉神经元(olfactory rcceptorneurons,ORNs)是嗅觉系统的一级神经元,也是唯一存在于嗅上皮的神经元。在中枢神经系统中,ORNs是唯一与外界环境直接接触的神经元,这一特点使得ORNs极易受到损伤,外界环境中细菌、病毒、毒性分子以及物理损伤都可以引ORNs凋亡。这些凋亡ORNs的清除对ORNs再生、更新具有重要的意义。然而,它们在体内是如何被清除的,目前还不清楚。因此,研究凋亡ORNs被清除的过程及其机制,将有助于阐明ORNs终生可以再生、更新这一特殊的现象,为深入了解嗅觉系统功能及其调节奠定基础。
嗅鞘细胞(olfactory ensheathing cell,OECs)是嗅觉系统中特有的一类胶质细胞,它同时具有雪旺细胞和星形胶质细胞的一些特性。嗅觉系统内,OECs的突起在嗅神经束外周形成松散的包裹。近年来的研究提示,OECs可能具有免疫细胞的一些特性。针对OECs生物学功能开展进一步的深入研究,阐明OECs是否具有免疫系统内巨噬细胞类似的吞噬功能,是否在凋亡ORNs清除过程中发挥作用,这将具有重要的意义。
在本课题中,我们围绕OECs吞噬功能及其在清除凋亡ORNs中的作用展开研究,发现OECs具有类似巨噬细胞的吞噬功能,能够通过表达磷脂酰丝氨酸受体(Phosphatidylserine receptor,PSR)与凋亡细胞表面外翻的磷脂酰丝氨酸(Phosphatidylserine,PS)结合,识别、吞噬、清除凋亡的ORNs。具体取得的结果如下:
1.体外实验中,我们通过共聚焦显微镜三位成像技术,发明OECs可以吞噬凋亡的ORNs。
2.OECs不仅能够吞噬凋亡的ORNs,也可以吞噬Staurosporine诱导凋亡的皮层神经元。
3.OECs吞噬的ORNs碎片可以与溶酶体膜特异性标记物LAMP1共标记。
4.体内和体外的实验都证实OECs上表达有PSR。OECs能够通过表达的PSR介导吞噬凋亡ORNs或皮层神经元。
5在正常成年小鼠的嗅粘膜冰冻切片上,观察到OECs能够吞噬凋亡的ORNs的轴突碎片。