《Dcf1基因對大腦發育神經元遷移及樹突棘形成機制的研究》是依託上海大學，由文鐵橋擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：Dcf1基因對大腦發育神經元遷移及樹突棘形成機制的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：文鐵橋
- 依託單位：上海大學
中文摘要,結題摘要,
中文摘要
大腦神經細胞遷移及調控機制是醫學神經科學十分關切的重要問題，很多神經障礙疾病與大腦發育過程中神經元遷移的異常相關。我們前期研究發現當dcf1基因敲除時，小鼠大腦隔膜與海馬傘萎縮，小鼠認知能力下降，並伴隨類似焦慮症狀。進一步實驗證實，皮質神經元遷移異常，明顯的放射結構消失。本項目利用dcf1基因剔除小鼠模型，採用免疫螢光、子宮胚胎電轉、恢復救助等方法研究DCF1剔除後神經元遷移機制；從DCF1剔除新生鼠或胎鼠分離神經元，研究樹突棘密度、尺寸、變形、膨脹、易位等形態變化，比較不同發育階段的腦片，研究樹突棘結構是否異常。通過雜交標記,雙光子共聚焦顯微鏡實時觀察DCF1剔除樹突棘的動態變化及形態可塑性；在個體層面研究dcf1剔除小鼠認知行為、電生理、病理特徵，以獲得dcf1剔除引發的綜合信息；構建dcf1,ATP1β1雙敲除小鼠以及rescues實驗,闡明dcf1對遷移及樹突棘形成的作用機制。
結題摘要
神經元遷移與樹突棘形成是大腦發育與功能建立的關鍵。神經元遷移速度的減慢與樹突棘結構的異常，必然導致腦功能障礙。本項目從Dcf1剔除對神經元遷移的影響、Dcf1剔除對樹突棘形成的影響、dcf1剔除小鼠認知行為、電生理、病理研究和DCF1影響遷移及樹突棘形成的分子機制4個方面進行了研究，洞察到重要的結果。 通過免疫組化的方法，研究了DCF1-/-小鼠和野生型小鼠中腦部神經元遷移的模式。研究發現DCF1敲除導致P21小鼠皮層VI區CDP+神經元數目增加;同時在皮層I-IV區Ctip2+神經元數目減少。這表明DCF1基因敲除可使小鼠腦部皮層區域神經元遷移速度減慢。證實了DCF1在皮層發育過程中起重要作用。採用活細胞工作站上進行time-lapse顯微動態觀察。結果顯示dcf1缺失導致神經元遷移速度降低，送還dcf1基因（rescue）可以顯著提高神經元遷移速度，確證DCF1敲除對大腦神經元遷移的影響。我們發現Dcf1的缺失導致了樹突棘的結構異常，從而影響了學習記憶；過表達Dcf1能夠修復樹突棘的結構與功能。從而揭示了Dcf1在神經細胞中所起的重要作用。電生理實驗表明在Dcf1基因敲除小鼠小鼠中，微小興奮性突觸後電流（mEPSC）的頻率顯著降低。分子機制上，我們發現了Dcf1通過募集Lcn2以及PSD95-NMDAR系統來調控樹突棘及突觸功能。我們的結果發現了一個新的調控樹突棘發育及形成的分子機制，為認識大腦發育與功能建立提供了科學依據。
