TRα1在小鼠小脑中的表达及TRα1 E403X突变对于小脑的影响

作     者：赵得发 

作者单位：中国医科大学 

学位级别：硕士

导师姓名：滕晓春

授予年度：2019年

学科分类：0710[理学-生物学] 07[理学] 071006[理学-神经生物学] 

主      题：甲状腺激素 甲状腺激素核受体 小脑 步态 

摘      要：前言:甲状腺激素(TH)及其核受体(TR)在中枢神经系统的发育过程中发挥着至关重要的作用,其中就包括小脑。由于小脑的发育处于神经系统发育的晚期(以小鼠为例,小鼠小脑的发育主要集中在出生后2-3周之内),使得小脑成为研究TH对中枢神经系统发育影响的重要靶器官。甲状腺功能减退会导致小鼠小脑的内颗粒细胞层神经元死亡增加、外颗粒细胞层的持续时间延长、颗粒细胞的迁移、浦肯野细胞的树突发生受影响……而在小鼠出生后的两周之内给予甲状腺激素治疗能有效预防这些形态异常的发生。TRα1突变所致的甲状腺激素抵抗综合征(RTH)的小鼠小脑也会产生与甲减小鼠类似的改变,而完全敲除TRα1受体则能恢复甲减导致的部分形态异常。目前多认为,这是由于突变后的TRα1不能与TH正常结合,从而导致靶基因的转录起始受到抑制,进而产生与甲减类似的结果。但具体的机制尚有待进一步研究。本研究对小鼠小脑不同时期的发育状况及TRα1在小脑的表达及TRα1 E403X突变对小脑的影响进行了初步研究,为将来进一步研究TH及TR对小脑的影响的机制打下了良好的基础。研究方法:本研究首先以C57BL6小鼠为对象,利用尼氏染色对E18.5、P0、P3、P5、P7、P14的小鼠小脑的正常发育进行研究;利用RNAscope技术对TRα1在E18.5、P0、P3、P5、P7、P14、P56的小鼠小脑的表达进行研究。为了研究TRα1突变对小鼠小脑发育及功能的影响,我们根据第一例RTHα的病例制作了相应的TRα1 E403X突变小鼠,然后利用尼氏染色对TRα1 E403X突变后的3周龄同胎纯和突变小鼠(纯和突变小鼠的寿命只有3周左右)、3周龄6周龄18周龄杂合突变小鼠和3周龄6周龄18周龄野生型小鼠的小脑进行研究,从而探讨TRα1 E403X突变对小鼠小脑发育的影响;利用步态检测的技术对6周龄杂合突变小鼠及野生型小鼠的步态进行研究,从而评估TRα1 E403X突变对于小鼠小脑功能的影响。结果:1.小鼠小脑的体积和面积均在出生后快速增加;***α1在E18.5的小鼠小脑中就已经广泛表达,一直到P7左右,TRα1在小脑浦肯野细胞中的表达大幅下降,到P14左右,TRα1在颗粒细胞中的表达开始下降,到P56左右,TRα1在小脑的表达已经减少到几乎为零;***α1 E403X纯和突变小鼠的小脑在3周龄时外颗粒细胞层的迁移仍未结束,杂合突变鼠已基本完成,而野生型小鼠的外颗粒细胞层已全部迁移到内颗粒细胞层;4.雌性和雄性杂合突变小鼠在6周龄时走路速度均明显慢于同周龄同性别野生型小鼠;雌性和雄性杂合突变小鼠在6周龄时身体移动速度均明显慢于同周龄同性别野生型小鼠;雌性和雄性杂合突变小鼠在6周龄时步幅均明显小于同周龄同性别野生型小鼠。结论:1.小鼠小脑的发育主要集中在出生后前两周内;***α1在小鼠小脑的表达存在明显的时间特异性,在颗粒细胞中的表达高峰与小鼠小脑的发育高峰一致,且在小鼠小脑发育完成后表达量迅速降低;3.而在浦肯野细胞中,TRα1表达的时间更加短暂,大概集中在出生后的第一周及之前;***α1 E403X突变会影响小鼠小脑发育过程中的神经元迁移;***α1 E403X突变会对小鼠的步态造成损伤,这可能是突变影响小鼠小脑发育的结果。