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经典MHCⅠ类分子(人类为HLA,小鼠为H2)的重链包含三个细胞外结构域(a1,a2,a3),重链与轻链(β2m)以非共价键方式结合,从而递呈抗原肽。自1998年首次发现猫视觉系统正常神经元表达MHCⅠ类分子后,其在中枢神经系统(central nervoussysten,CNS)的表达及功能研究逐渐成为神经发育及神经免疫领域的热点。近20年来的研究表明,经典MHCⅠ类分子在调控突起生长、突触可塑性及其依赖的运动学习等过程中具有重要作用。2013年,本实验室和Marcelo团队等的研究显示小鼠胚胎发育E10.5天,经典MHCⅠ类分子广泛表达于端脑泡等神经上皮,并且与nestin+神经干细胞共标,提示可能与神经发生相关。基于此,本研究选取C57BL/6小鼠,通过敲除、过表达和干扰等方法探究经典MHCⅠ类分子与胚胎期中枢神经系统神经发生的相关性。主要研究结果如下: 1、成功构建了用于鉴定H2-DbKb-/-小鼠基因型的PCR体系。首先针对H2-DbKb-/-小鼠中被敲除的基因序列,利用primer5.0设计引物,确定最佳退火温度后,分别选取基因型明确的野生、杂合、敲除小鼠各5只,利用PCR方法鉴定引物的特异性,同时将PCR方法鉴定的结果与传统利用流式细胞仪鉴定的结果进行比较,两者完全一致,证明PCR方法鉴定结果具有可靠性。 2、利用同窝对照小鼠,按照Birthdating的方法,在胚胎期E15.5天,腹腔注射BrdU,P0天收取组织,经基因型鉴定后进行免疫荧光染色,结果显示H2-DbKb-/-小鼠BrdU+细胞在皮层各层的分布并无明显差异;构建pCAGIG-H2-Db-myc-his质粒,体内外验证过表达后,利用子宫内胚胎电转技术在小鼠胚胎发育E15.5天皮层局部过表达H2-Db分子,E18.5收取组织,统计GFP+细胞在皮层各层的分布,结果显示并无明显差异,提示经典MHCⅠ类分子与E15.5天后的神经元放射状迁移并无明显相关性。 3、同窝对照小鼠,胚胎发育E15.5和E17.5天分别腹腔注射20min的BrdU,收取组织经基因型鉴定后进行免疫荧光染色,结果显示H2-DbKb-/-小鼠的PH3+、BrdU+、Ki67+细胞数目减少;利用子宫内胚胎电转技术在小鼠胚胎期E15.5天的皮层局部过表达H2-Db分子,E16.5天腹腔注射BrdU,20min后收取组织,免疫荧光染色结果显示PH3+GFP+/GFP+、BrdU+GFP+/GFP+细胞数量增加,提示经典MHCⅠ类分子与增殖具有相关性;体外验证pGPU6-H2-M3-Mus质粒的干扰效率后,利用子宫内胚胎电转技术在H2-DbKb-/-小鼠胚胎发育E15.5天的皮层局部干扰H2-M3分子的表达,E16.5天腹腔注射BrdU,20min后收取组织,免疫荧光染色结果显示BrdU+GFP+/GFP+细胞数量减少,但目前仍需进一步收取相关组织进行统计。 4、选取P0天同窝对照小鼠进行免疫荧光染色,结果显示H2-DbKb-/-小鼠的Ctip2+、Cleaved caspase3+细胞数量无明显差异,Satb2+、Oligo2+细胞数量减少,提示经典MHCⅠ类分子与胚胎期的细胞凋亡并无相关性,而影响了浅层神经元及少突胶质细胞的生成。 以上结果显示,在小鼠中枢神经系统发育的不同时期,经典MHCⅠ类分子可能具有不同的生物学功能。小鼠胚胎发育期,表达于神经干细胞上的经典MHCⅠ类分子影响了皮层的神经发生。我们的研究将为进一步深入阐明经典MHCⅠ类分子在CNS发育过程中的作用提供实验基础,有助理于解神经系统发育异常相关疾病。