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自然神经科学。作者手稿;PMC 2014年8月29日发布。
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2013年2月17日在线发布。 数字对象标识:1038/333年10月10日
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NIHMSID公司:NIHMS615618
PMID:23416450

Trk受体EGF反式激活调节新生皮层神经元的迁移

关联数据

补充资料

摘要

新皮质神经元网络的发育依赖于有丝分裂和迁移的控制机制,使新生神经元能够找到准确的位置。这一过程涉及多种有丝分裂原、神经营养因子、导向分子及其相应的受体,但这些信号的整合机制尚不清楚。我们发现,TrkB和TrkC是脑源性神经营养因子(BDNF)和神经营养素-3(NT-3)的受体,它们通过表皮生长因子受体(EGFR)信号而不是通过胚胎小鼠皮层前体细胞中的BDNF或NT-3激活。这种反式激活事件调节早期神经元细胞迁移到发育皮层中的最终位置。EGF的反式激活导致TrkB的膜易位,促进其信号反应性。我们的结果提供了遗传学证据,证明早期皮层神经元中TrkB和TrkC的激活并不依赖于BDNF和NT-3,而是依赖于EGFR信号的反式激活。

在大脑发育过程中,会产生复杂的神经元连接模式。这种模式最初是通过新生成的神经元向大脑皮层的最终位置迁移而建立的。脑室区和脑室下区(SVZ)的前体细胞池产生了高等脊椎动物大脑中的大多数神经元和胶质细胞1这些细胞最初向软脑膜表面迁移,称为预板。预板由两种不同的细胞类型组成,即Cajal-Retzius细胞和称为亚板细胞的深层细胞。神经元细胞体从该区域移回形成皮质板,皮质层II–VI在此发育4在啮齿类动物中,神经发生开始较早,大约在胚胎第9天(E9)左右,成熟皮层中形成不同层的大多数神经元通过径向向皮层板迁移到达它们的位置,从而使最终位于皮层深层的神经元首先迁移,随后到达的神经元产生更浅的层,从而产生内向外的模式59.

内在线索和生长因子都会影响发育中皮层神经元的有丝分裂、细胞周期退出、迁移和突触分化10TrkB和TrkC是BDNF和NT-3的受体,在皮质脑室区和SVZ的发育早期神经元中表达,在向其在皮质中的最终位置迁移期间表达11,12通过显性负性结构的过度表达抑制TrkB和TrkC,导致心室区和SVZ中增殖的神经前体细胞数量减少,迁移延迟,并最终扰乱皮层神经元的定位13在小鼠中观察到早期皮层神经元迁移的类似缺陷,其中TrkB受体中的细胞质酪氨酸失活,该受体介导Src同源2结构域转化蛋白C(SHC)和成纤维细胞生长因子受体底物2(FRS2)适配器和磷脂酶Cγ(PLCγ)的对接,因此,一旦TrkB受体的酪氨酸激酶活性被激活,就取消下游信号通路的激活。然而,从这些发现中尚不清楚BDNF或NT-3(TrkB和TrkC受体的配体)是否激活早期神经元中的酪氨酸激酶来介导这些效应13.

我们检测了胚胎小鼠发育皮层中TrkB和TrkC的激活。我们发现这些受体在皮层发育的早期阶段被激活。虽然TrkB和TrkC可以被BDNF和NT-3刺激,但在缺乏BDNF的敲除小鼠中,这些受体的激活不受影响14和/或NT-3(参考。15). 出乎意料的是,EGF在分离的皮层前体细胞中激活EGFR导致TrkB和TrkC的强烈反式激活。这种反式激活负责EGF对早期皮层神经元从VZ/SVZ向皮层层迁移的影响。我们的研究结果表明,TrkB和TrkC在发育中皮层新生神经元中的作用不仅仅是作为BDNF和NT-3的特异性受体,还包括额外信号的介导和整合,特别是来自EGFR的信号。因此,当早期神经元细胞迁移并整合到高等脊椎动物大脑皮层的形成层时,TrkB和TrkC反式激活似乎是协调皮层分化的基本机制。

结果

皮质神经元TrkB的配体依赖性激活

在发育过程中,早在BDNF表达达到成人大脑中的高水平之前,大脑皮层中就观察到了高水平的TrkB。在E11,TrkB的表达是可检测到的,并且在接下来的几天中其表达增加到高于出生后早期阶段(出生后第4天,P4;图1a). 在E13,TrkB在SVZ的皮质前体细胞和早期预板的双皮质阳性神经元细胞中高度表达(图1b). SVZ细胞反映了产生早期神经元的前体的神经原池,这些神经元从SVZ向发育中大脑皮层外表面的预板迁移,通过SHC/FRS2和PLCγ结合位点的磷酸化来表达活化的TrkB(图1b). 这些数据与最近的发现一致,即TrkB和TrkC参与调节有丝分裂13神经前体细胞与早期神经元的迁移13,1618在发育中的大脑皮层。与TrkB相比,胚胎发育期间内源性BDNF水平较低,而表达水平仅在出生后升高11,19,20因此,使用该受体的PLCγ结合位点抗体测定的TrkB激活水平与其配体BDNF的可用性无关。E13的TrkB磷酸化高于P4(图1a).

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表皮生长因子对皮层前体TrkB的表达和激活。()胚胎和出生后早期小鼠前脑中的TrkB和pTrk-PLCγ水平。(b条)心室区Pax6和nestin阳性细胞中的TrkB和pTrk免疫反应,早期皮质板中的双重皮质素(DcX)阳性细胞。比例尺表示顶部面板(从左到右)中的150μm、50μm和25μm,中间面板中的25μm和下部面板中的50μm。(c(c))从E13前脑免疫沉淀TrkB后TrkB激活水平Bdnf公司−/−,Ntf3号机组−/−Bdnf公司−/−; Ntf3号机组−/−用pTrk-PLCγ、pTrk-SHC和磷酸酪氨酸抗体检测小鼠和相应的野生型同胞。(d日)定量分析未发现TrkB活化在Bdnf公司−/−,Ntf3号机组−/−,Bdnf公司−/−; Ntf3号机组−/−和野生型小鼠进行单样本测试t吨测试。数据表示平均值±标准误差补充图1和10.

为了研究TrkB的激活是否独立于神经营养素在发育早期阶段发生,我们测定了Bdnf公司−/−Ntf3号机组−/−老鼠14,15在E13,在小鼠前脑中未观察到TrkB激活的差异Bdnf公司−/−小鼠(pTrk-PLCγ:94.0±9.4%,n个=2个胚胎,t吨=0.6341,自由度(df)=1,P(P)= 0.6402; pTrk-SHC:96.6±23.1%,n个=2个胚胎,t吨=0.1459,df=1,P(P)= 0.9078; 磷酸酪氨酸:97.6±8.6%,n个=2个胚胎,t吨=0.2852,df=1,P(P)= 0.8231; 平均值±标准偏差,一个样品t吨测试)或Ntf3号机组−/−小鼠(pTrk-PLCγ:92.6±9.2%,n个=5个胚胎,t吨=0.8084,df=4,P(P)= 0.4642; pTrk-SHC:96.1±9.7%,n个=3个胚胎,t吨=0.04045,df=2,P(P)= 0.7250; 磷酸酪氨酸:110.4±4.2%,n个=2个胚胎,t吨=2.471,df=1,P(P)= 0.2448; 平均值±标准偏差,一个样品t吨测试)(图1c、d)通过TrkB免疫沉淀和后续分析确定,使用识别Trk受体家族所有成员的磷酸化-SHC抗体和磷酸化-PLCγ位点,以及磷酸化酪氨酸抗体。此外,Bdnf公司−/−; Ntf3号机组−/−双基因敲除小鼠在130 kDa时没有表现出TrkB亚型的活化降低(pTrk-PLCγ:80.9±10.6%,n个=2个胚胎,t吨=1.807,df=1,P(P)= 0.3218; pTrk-SHC:76.3±6.7%,n个=2个胚胎,t吨=3.557,df=1,P(P)= 0.1745; 磷酸酪氨酸:95.4±3.9%,n个=2个胚胎,t吨=1.187,df=1,P(P)= 0.4458; 平均值±s.e.m.,一个样品t吨测试;图1c、d)主要由这些提取物和免疫沉淀物中的TrkB抗体识别(补充图1)表明在前脑发育的早期阶段,BDNF和NT-3都不是激活该受体所必需的。

EGF激活皮层前体Trk受体

为了确定这些观察的基础,我们从E12前脑分离出神经元细胞21这些细胞培养物主要由Pax6和nestin阳性的放射状胶质样前体细胞组成,这些前体细胞形成神经球,可以通过层粘连蛋白上的镀层进行分化(补充图2). 这些Pax6和巢蛋白阳性培养物也表达相对较高水平的TrkB(图2a、b). 将神经球源性细胞贴于层粘连蛋白后的前2天,MAP2阳性神经元的百分比较低(12.4±3.2%,平均值±标准差。;图2c补充图2). 然而,这些细胞中的大多数表达nestin(补充图2)和Pax6(72.5±5.1%,平均值±标准差。;图2c). 因此,它们类似于从E11前脑(74.4±4.6%Pax6)分离的新制备的皮层细胞+和9.2±3.3%MAP2+,平均值±标准误差。;图2c). 由Trk受体的PLCγ结合位点的磷酸特异性抗体测定的Trk受体磷酸化水平很低,当这些细胞被BDNF刺激时,只观察到低水平的激活(图2a、b). 同样,当MAP2阳性的完全分化神经元的百分比增加到75%以上(E12,57.0±5.1%Pax6+和37.7±3.4%MAP2+; E15,7.5±3.0%Pax6+和78.9±3.5%MAP2+; 平均值±标准误差。;图2c).

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EGF是皮层前体细胞TrkB的主要激活物。()EGF而非BDNF处理导致培养的前脑皮层前体细胞中Trk(Trk-PLCγ)和Erk1/2磷酸化。为了量化Trk的磷酸化水平,我们分析了免疫印迹的密度扫描。未刺激细胞中pTrk的水平定义为100%(平均值±标准偏差,一个样本t吨测试)。(b条)EGF处理导致培养的巢蛋白阳性前脑皮质前体细胞中pTrk-PLCγ免疫反应性快速升高。测量的强度以任意单位±s.e.m表示(*P(P)<0.001,单因素方差分析)。比例尺代表25μm。(c(c))从神经球培养物中分离的皮层前体细胞(E12)主要由Pax6阳性前体组成,并显示出对TrkB磷酸化的强烈诱导,但对BDNF或NT-3没有实质性反应。在直接培养24小时的E11前脑小泡急性分离的皮层前体细胞中观察到对EGF、BDNF和NT-3的类似反应。生长24小时的来自E12前脑的急性电镀原代细胞显示出对EGF的强烈反应,也对BDNF及NT-3的强烈反应。在E15,对BDNF和NT-3的反应占主导地位,尽管EGF处理后仍可以检测到TrkB磷酸化。从E11到E15,Pax6阳性前体细胞的百分比下降,而MAP2阳性神经元的百分比增加。比例尺代表25μm。(d日)EGFR和TrkB在E13前脑的共表达。比例尺代表150μm(顶部面板)和50μm(下部面板)。有关全长斑点,请参见补充图10.

E11初级皮层前体细胞和来自E12前脑神经球的前体细胞对BDNF或NT-3的反应相对较低,这促使我们研究以前被确定为TrkB反式激活因子的其他效应器的作用2224.糖皮质激素受体配体(补充图3a)与EGF相比,EGF在5分钟内介导TrkB磷酸化的高度上调(EGF 5分钟:178.3±12.1%,n个=10个独立实验,t吨=6.460,df=9,P(P)= 0.0001; EGF 120分钟:164.4±15.5%,n个=8个独立实验,t吨=4.145,df=7,P(P)= 0.0043; EGF 360分钟:101.3±4.6%,n个=6个独立实验,t吨=0.2886,df=5,P(P)= 0.7845; 平均值±标准偏差,一个样品t吨测试;图2a、c). 这种对EGF的反应没有被BDNF-中和抗体阻断(补充图3b)在10ngml的作用条件下−1BDNF在原代神经元培养中被阻断23如Erk1/2磷酸化所示,EGF治疗导致MAPK通路的激活时间延长(EGF 5min:195.8±21.5%,n个=5个独立实验,t吨=4.467,df=4,P(P)= 0.0111; EGF 120分钟:196.7±31.3%,n个=4个独立实验,t吨=3.089,df=3,P(P)= 0.0538; EGF 360分钟:130.0±41.6%,n个=3个独立实验,t吨=0.7222,df=2,P(P)= 0.5452; 平均值±s.e.m.,一个样品t吨测试;图2a). 用染色培养的皮层前体的抗体也可以看到TrkB的激活。与BDNF或NT-3相比,EGF处理在5分钟内导致培养的巢蛋白阳性皮层前体细胞pTrk免疫反应性的大量上调(pTrk-PLCγ:对照,15.6±0.8;EGF,93.7±4.3;BDNF,18.0±0.9;NT-3,21.2±1.2任意单位±s.e.m。;F类= 274.1,R(右)2= 0.9904,n个= 3; ≥每个条件和实验55个细胞;图2b). 在胚胎前脑新制备的培养物中,BDNF和NT-3的反应都发生在随后的E12(图2c)当培养物中MAP2阳性神经元的百分比增加时,表明表达nestin和Pax6的E10和E11之间的早期皮质前体细胞对EGF的反应比对BDNF或NT-3的反应更强烈。

Src激酶介导Trk受体EGFR反式激活

先前的数据表明,EGFR在心室下区的Pax6和巢蛋白阳性前体细胞中表达较高,并且当前体细胞开始作为早期神经元迁移到皮质板时,在分裂离开心室区和SVZ的前体细胞时,EGFR的表达是不对称的2527与这些结果一致,我们在E13前脑的神经细胞中发现TrkB和EGFR高度共表达(图2d).

EGF在新制备的皮层前体细胞中对TrkB的反式激活(图2c)来自神经球的巢蛋白阳性前体细胞(补充图2)不仅用PLCγ位点抗体观察到,而且用识别SHC/FRS2结合域的抗体观察到(图3)TrkB和其他Trk受体(pTrk-PLCγ:5分钟,1104.0±234.2%,15分钟,1115.0±258.4%,45分钟,1268.0±317.9%,90分钟,1195.0±238.7%,180分钟,623.5±52.6%,300分钟,154.0±19.7%;pTrk-Shc:5分钟、374.6±98.9%,15分钟、318.0±98.5%,45分钟、328。2±108.6%,90分钟,261.6±102.4%,180分钟,127.1±11.0%,300分钟,95.6±7.1%;平均值±标准误差。;图3a). 同时,长时间观察到Akt和Erk1/2的激活(pAkt:5分钟、284.5±17.4%、15分钟、372.3±17.3%、45分钟、362.1±17.4%,90分钟、387.0±28.7%、180分钟、476.1±39.4%、300分钟、278.9±15.1%;pErk1/2:5分钟,1116.0±104.7%,15分钟,1112.0±84.1%,45分钟,1141.0±84.2%,90分钟,1057.0±81.5%,180分钟,953.9±88.9%,300分钟,696.2±53.9%;平均值±标准误差。;图3a). 为了确认pTrk抗体识别的条带的身份,我们将HA标记的TrkB转染到培养的皮层前体细胞中,并用HA抗体免疫沉淀后测定磷酸化。在细胞裂解物的western blot中,HA抗体只识别在130kDa迁移的带(图3b). 用SHC位点特异性抗体检测TrkB的激活(图3a,b)和一种磷酸酪氨酸抗体(图3b).

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EGFR信号对TrkB转录激活的表征。()通过EGF处理在PLCγ-和SHC结合结构域的Trk受体的磷酸化。激活与Akt(Ser473)和Erk1/2的磷酸化相关。通过测量三个独立实验的密度免疫印迹扫描强度,定量Trk、Erk1/2和Akt的时间依赖性磷酸化。用负荷控制标准化后,未处理细胞的值被设置为100%。数据表示平均值±标准误差(b条)Src家族激酶抑制剂PP1(1μM)和PP2(100 nM)以及EGFR抑制剂PD153035(100 nM)阻断了EGFR信号对TrkB的反式激活。(c(c))用GFP控制慢病毒、dnSRC、dnFYN慢病毒或dnSRC和dnFYN组合处理的细胞培养物的Western blot分析。在dnSRC-和dnFYN处理的细胞中,Trk-PLCγ免疫反应带显著减少。下面的面板显示了来自三个独立实验的密度免疫印迹扫描的定量分析(*P(P)<0.05,平均值±标准偏差,一个样本t吨测试)。(d日)使用慢病毒将dnSRC-DsRed作为融合蛋白过度表达。与相同培养物中未感染细胞相比,EGF处理后阳性感染细胞的pTrk-PLCγ免疫反应性降低。对感染了编码dnFYN-GFP融合蛋白慢病毒的细胞进行了类似的观察。箭头指向阳性感染细胞。比例尺代表10μm。有关全长斑点,请参见补充图10.n.t.,未转染;n.inf,未感染;不另作说明,不重要(P(P)> 0.05).

pTrk-SHC和pTrk-PLCγ抗体都识别出在170kDa左右迁移的更大分子量带。为了确定该条带是否代表TrkB,我们对TrkB进行了shRNA-介导的慢病毒敲除,这导致在130和170 kDa时TrkB和pTrk-PLCγ条带的强度降低(补充图4). pTrk-SHC抗体也观察到类似的减少,这些抗体对TrkB没有特异性,但也识别激活的TrkA和TrkC(补充图4). 为了排除该条带代表激活的EGFR的可能性,我们用EGFR抗体进行了下拉实验。与EGFR抗体相比,使用pTrk-PLCγ抗体在洗脱液中未检测到信号,EGFR抗体显示沉淀中有可检测的带(图4a). 磷酸化EGFR的存在通过用磷酸酪氨酸抗体探测来控制。鉴于shRNA-介导的TrkB敲除并没有完全消除代表170和130 kDa处TrkB磷酸化形式的带,我们分析了TrkB蛋白完全缺失的小鼠神经前体细胞28130和170 kDa条带仍然可以用pTrk-PLCγ抗体检测到(补充图5a、b)在一些实验中(补充图4a)识别出的谱带强度更高。然后我们观察到TrkC免疫反应性和mRNA水平(补充图5)TrkB敲除的神经前体细胞中增加(补充图5a、c)表明TrkC也被pTrk-PLCγ抗体识别。鉴于细胞溶质PLCγ位点在Trk家族所有成员中高度保守,这并不意外。为了验证这一假设,我们设计了用于TrkC敲除的慢病毒shRNA构建体。在病毒感染72小时后,pTrk-PLCγ抗体识别的130和170kDa条带均高度减少,并且在病毒感染96小时后,用于TrkC敲除的shRNA结构的表达几乎消除了这些条带(补充图5a–c)表明pTrk-PLCγ抗体识别TrkC,但不识别其他酪氨酸激酶受体,包括EGFR。

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pTrk-PLCγ抗体识别的170-kDa带的特征。()EGFR免疫沉淀后,用pTrk-PLCγ抗体检测沉淀中未检测到信号(左起第三个面板),表明pTrk-LCγ抗体与EGFR无交叉反应。带有磷酸酪氨酸和EGFR抗体的阳性对照显示,沉淀中存在EGFR,并在EGF刺激后激活。(b条)用pTrk-SHC抗体免疫沉淀后,当用pTrk-PLCγ抗体探测沉淀时,在沉淀中检测到170kDa和130kDa的两条带(左起第三个面板)。(c(c))EGF处理的皮层前体细胞与PNGase F脱糖后,170-kDa Trk免疫反应带移到约145kDa。通常在细胞表面蛋白质中发现的其他裂解加工糖基侧链的脱糖基化酶无效。PNGase F的相对特异性表明,Trk受体在早期皮层神经前体细胞中严重N-糖基化。(d日)免疫染色显示TrkB位于未经处理的皮层前体细胞的细胞内。用衣霉素治疗后,在N-糖基化的第一步中特异性抑制N-乙酰葡萄糖胺-1-磷酸的转移,TrkB在细胞膜上被检测到。比例尺表示10μm(左)和3μm(右)。(e(电子))用衣霉素处理皮层前体细胞12小时后,N-糖基化Trk的170-kDa带转移到130kDa。这种治疗也恢复了BDNF的反应性,表明衣霉素逆转了TrkB在细胞内室的滞留。

当识别TrkB和TrkC的pTrk-SHC抗体用于免疫沉淀时,在EGF刺激后,pTrk-PLCγ-免疫反应带均沉淀(图4b). 观察到130-kDa带和170-kDa带都与独立的TrkB抗体反应,但与EGFR抗体没有反应,这进一步证明170-kDa-带包括TrkB和TrkC,它们在添加EGF后被反式激活。

Src激酶抑制剂PP1(1μM)和PP2(100 nM)消除了激活,之前的研究发现,这些抑制剂具有特异性,足以阻断G蛋白偶联受体对Trk受体的反式激活29,30(图3b). 通过使用c-Src(dnSRC)的显性负构念,证实了Src家族成员的参与31和Fyn(dnFYN)32慢病毒基因转移实验(图3c、d). 两种结构的表达均导致pTrk-PLCγ免疫反应性显著降低(GFP对照,100%;dnSRC,63.3±8.7%,t吨=4.199,df=2,P(P)= 0.0523; dnFYN,53.2±12.8%,t吨=3.641,df=2,P(P)= 0.0679; dnSRC和dnFYN,48.1±7.7%,t吨=6.761,df=2,P(P)= 0.0212; PP1和PP2,10.6±4.2%,t吨=21.36,df=2,P(P)= 0.0022;n个=3个独立实验,一个样本t吨测试,),其与慢病毒的转导效率约40%相关,表明c-Src和Fyn对于EGF治疗后TrkB的反式激活是必要的。此外,EGFR信号的抑制剂33完全消除培养的皮层前体细胞中TrkB的激活(图3b). 结合Src抑制剂实验的数据,这些结果表明c-Src和Fyn对于EGF处理后TrkB和TrkC的反式激活是必要的。

EGFR反式激活提高TrkB的细胞表面水平

为了研究EGF信号在早期E11皮层前体细胞或神经球衍生的皮层前体电池中激活TrkB和TrkC方面为什么比BDNF或NT-3更有效的细胞基础,我们首先研究了EGF治疗前后TrkB的亚细胞定位。未经处理的培养皮层前体细胞的TrkB染色局限于细胞内隔室(图4和5)。5). 这表明TrkB,也可能是TrkC,保留在这些早期皮质前体细胞的内质网和高尔基室中。为了找到这种保留的原因,我们研究了各种脱糖基化酶的作用,发现与肽N-糖苷酶F(PNGase F)孵育后,TrkB的高分子量带的大小变为145 kDa(图4c). 其他糖苷酶,包括β-1,4-半乳糖苷酶和β-N-乙酰氨基葡萄糖苷酶。这些糖苷酶可裂解细胞表面暴露蛋白质中常见的加工糖基侧链34,没有改变分子量。为了测试早期皮层前体细胞中发现的TrkB的高度N-糖基化是否影响其亚细胞分布,我们用衣霉素处理这些细胞12小时。这种治疗阻断了内质网中N-糖基化的第一步,导致TrkB的膜移位增强(图4d)在这些细胞中,TrkB的170-kDa形式转变为约130kDa(图4e). 当TrkB能够在这些条件下易位到细胞膜时,BDNF磷酸化了由糖基化减少引起的130kDa形式(图4e),表示该波段反射TrkB。E11初级皮层前体或神经球衍生前体中TrkB的170-kDa形式中发现了高度的N-糖基化,也被发现与其他蛋白质的分选有关,例如闭塞素,到细胞膜顶端35以及Na-K-ATP酶β1亚基的N-糖基化增加导致该蛋白分布到极化上皮细胞顶膜的比例增加36因此,我们研究了通过EGFR信号激活N-高糖基化TrkB是否影响TrkB向细胞膜的转运。

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TrkB在表皮生长因子作用下转移到皮层前体细胞的细胞表面。()TrkB免疫反应主要定位于培养的E12神经球源性皮质前体细胞的点样细胞内结构,并在EGF处理0.5分钟内转移到膜上。比例尺,3μm。(b条)高分辨率STED显微镜在未经处理的培养的E12神经前体细胞的囊泡状结构中鉴定出TrkB。EGF激发后,TrkB和pTrk-PLCγ的信号显示出向细胞表面样定位的快速移位。比例尺,3μm。(c(c))细胞表面蛋白生物素化后的亲和素下拉鉴定了EGF处理后TrkB的快速细胞表面易位。同时用100 nM PD153035阻断EGFR,可降低细胞表面TrkB的量(*P(P)<0.05,三个独立实验的平均值±标准差,一个样本t吨测试;不另作说明,不重要)。(d日)TrkB主要在心室区和SVZ的神经前体细胞中的点状囊泡样结构中检测到,而其定位在皮质套区神经元中的细胞表面样分布更多。比例尺,50μm(顶部面板)和3μm(下部面板)。全长印迹补充图10.

在EGF处理的30 s内,细胞表面可检测到TrkB和pTrk免疫反应(图5a). 为了证实这一发现,我们进行了受激发射损耗(STED)显微镜检查(图5b). 在未经处理的皮层前体细胞中,STED显微镜仅显示出小泡状结构。EGF处理后,TrkB和pTrk的信号迅速从细胞内室移到细胞表面(图5b). 此外,对细胞表面蛋白生物素化的细胞进行亲和素下拉实验。同样,EGF处理导致细胞表面暴露的TrkB快速增加(178.3±20.4%,t吨=6.657,df=2,P(P)= 0.0218,n个=3个独立实验,一个样本t吨测试;图5c)EGFR抑制剂PD153035(120.5±19.2%,t吨=1.854,df=2,P(P)= 0.2049,n个=3个独立实验,一个样本t吨测试;图5c).

这种效应在生理上是相关的,因为从Egfr公司−/−老鼠37(补充图6a). 当细胞在EGF暴露后2 s立即固定时,使用pTrk-PLCγ抗体观察到细胞内TrkB的激活(补充图6b). 在EGF暴露后10 s,观察到TrkB移位到细胞膜(补充图6b)表明TrkB在细胞内的反式激活发生在转运到细胞表面之前。同样,对E13胚胎脑切片的共聚焦分析显示,心室区和SVZ中的大多数细胞在类似于囊泡和细胞内位置的细胞内部位表达TrkB,而已经到达皮质板的细胞在细胞表面显示出TrkB是一种相对连续的染色(图5d). 综上所述,这些数据表明,在发育中的皮层神经元中,TrkB的激活导致该受体从细胞内内质网样隔室转移到细胞表面,并且EGFR信号对开始迁移出皮层神经元的早期神经元中TrkB和TrkC的激活比内源性BDNF或NT-3更重要心室区和SVZ。

皮层神经元的迁移受到干扰Egfr公司−/−老鼠

为了证实这个假设,我们调查了体内E13前脑TrkB/TrkC磷酸化Egfr公司−/−小鼠胚胎(图6a). 密度免疫印迹扫描的定量分析显示,pTrk水平在Egfr公司−/−小鼠大脑(pTrk-PLCγ,减少89.1±5.2%,t吨=16.99,df=2,P(P)= 0.0034; pTrk-SHC,减少96.3±1.8%,t吨=53.62,df=2,P(P)= 0.0003; 磷酸酪氨酸,减少96.2±1.9%,t吨=49.64,df=2,P(P)= 0.0004; 平均值±标准误差。,n个=3个胚胎,一个样本t吨试验),而TrkB蛋白水平没有改变(图6b). 结合缺乏内源性BDNF、NT-3或这两种因子的观察结果,在这个发育阶段并没有改变TrkB磷酸化(图1c、d)这些数据表明,通过EGFR信号转导TrkB的反式激活是发育中皮层TrkB在此阶段的主要激活物。

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TrkB的交易活动减少Egfr公司−/−小鼠影响皮质板的形成。()降低TrkB磷酸化Egfr公司−/−E13的前脑。(b条)野生型和野生型pTrk-PLCγ、pTrk-SHC和磷酸酪氨酸免疫印迹信号的定量分析Egfr公司−/−前脑(*P(P)< 0.005,n个=3,平均值±s.e.m.,一个样品t吨测试)。(c(c))在E16,后期形成V/VI层的皮层板深层的神经元数量减少,而边缘区、皮层板(CP)和SVZ的TrkB阳性细胞数量增加。比例尺代表150μm(顶部)、100μm(中部)和50μm(底部)。IZ,中间带;VZ,心室区。(d日)E16 SVZ中增加的TrkB阳性细胞群Egfr公司−/−前脑共表达神经元标记物MAP2。比例尺代表150μm。(e(电子))将EGF和BSA结合到培养皿的不同区域进行条带分析。电镀后20 h对TrkB-和nestin阳性细胞的定量分析显示,与BSA涂层条带相比,EGF涂层条带上的细胞显著增加(*P(P)<0.001,平均值±标准方差分析,单因素方差分析;不另作说明,不重要)。比例尺,100μm。((f))将单个前体细胞接种到BSA和EGF涂层的条纹基底上6小时后。pTrk-PLCγ染色聚集在向EGF底物迁移的前沿。比例尺,10μm。()EGF的存在促进了皮质细胞向BDNF的迁移。比例尺,50μm。数据以平均值±标准误差表示*P(P)< 0.001. 有关全长斑点,请参见补充图10.

最近的研究提供了证据,证明TrkB和TrkC的激活影响早期神经元从心室区和SVZ向发育中的皮质板的迁移13,16.英寸Egfr公司−/−小鼠,皮层板中对应于出生后大脑第V层和第VI层的神经元层,由大的锥体细胞样神经元组成,在E16时较薄(图6c)并且该层TrkB阳性细胞的数量显著减少(Egfr公司+/+, 51.3 ± 4.5%;Egfr公司−/−, 45.5 ± 3.0%;t吨=4.570,df=34,P(P)<0.0001,平均值±标准偏差,未配对t吨测试,从每个基因型三个胚胎的六个切片中进行计数)。此外,I层TrkB阳性神经元的数量增加(Egfr公司+/+, 47.9 ± 1.0%;Egfr公司−/−, 53.2 ± 0.7%;t吨=4.233,df=34,P(P)<0.0002,平均值±标准偏差,未配对t吨测试,每个基因型三个胚胎中每个胚胎的六个切片计数),以及心室区、SVZ和中间区TrkB阳性细胞的数量(Egfr公司+/+, 0.4 ± 0.1%;Egfr公司−/−, 0.8 ± 0.1%;t吨=4.465,df=34,P(P)<0.0001,平均值±标准偏差,未配对t吨测试,从每个基因型三个胚胎中的每一个胚胎的六个切片中进行计数),其中预期存在迁移神经元。TrkB与MAP2的共染色显示,中间区的这些TrkB阳性迁移细胞实际上是神经元(图6d).

在E16野生型和Egfr公司−/−老鼠(补充图7). E16达到V/IV层的BrdU细胞数量显著增加(P(P)<0.005)减少Egfr公司−/−大脑和相应增加(P(P)<0.005)在皮质板和边缘区(补充图7b). 我们发现BrdU阳性细胞总数在Egfr公司−/−Egfr公司+/+老鼠(补充图7c). 这与TrkB的SHC/FRS2和PLCγ位点失活的小鼠观察结果一致16在这些突变小鼠中,早期神经元从心室区和SVZ向皮质板的迁移被延迟。为了研究EGF对TrkB的反式激活是否刺激早期神经元的迁移,我们将这些细胞镀在带有EGF或牛血清白蛋白(BSA)条纹的层粘连蛋白涂层盖玻片上,采用以前用于研究轴突路径寻找和神经迁移的技术装置38,39在电镀后6h,早期皮层神经元在BSA和EGF上分布均匀。20 h时,大多数细胞出现在EGF涂层的条带上(第一层:EGF,66.6±2.3%;BSA,33.4±2.3%;P(P)< 0.001; 第二层:EGF,59.8±1.7%;BSA为40.1±1.7%;P(P)< 0.001,F类= 13.29,R(右)2=0.2598,平均值±标准偏差,单因素方差分析;图6e). 在BSA涂层的区域未观察到皮质前体细胞的细胞死亡增强(数据未显示)。还分析了所有条纹均涂有BSA或EGF的培养物。在这样的培养物中,细胞的分布保持不变,没有观察到迁移(第三层:BSA,49.2±1.9%;BSA,50.8±1.9%;P(P)> 0.05; 第四层:EGF,49.1±1.8%;表皮生长因子50.8±1.8%;P(P)> 0.05,F类= 13.29,R(右)2=0.2598,平均值±标准偏差,单因素方差分析)。用pTrk-PLCγ抗体染色的细胞显示出不对称染色,激活的TrkB在向EGF源迁移的前沿聚集(图6f补充图8). 当使用BDNF条带时,早期皮层神经元向BDNF迁移的效率很低。相反,当向培养基中添加EGF时,向BDNF涂层条带迁移的细胞百分比显著增加(无EGF时为55.6±2.3%;有EGF时68.5±2.1%;P(P)< 0.001,F类= 49.20,R(右)2=0.5027,平均值±标准偏差,单向方差分析),而非BDNF条带上的细胞比例下降(无EGF,44.5±2.3%;有EGF,31.6±2.1%;P(P)< 0.001,F类= 49.20,R(右)2=0.5027,平均值±标准偏差,单向方差分析),表明EGF增强早期皮层神经元向BDNF涂层基底迁移的能力(图6g).

我们没有观察到心室区和SVZ早期TrkB阳性细胞有丝分裂的改变(补充图7)英寸Egfr公司−/−胚胎前脑,注射编码TrkB或shRNA显性阴性形式的结构物以抑制TrkB后观察到13进入心室区和SVZ前体细胞。然而,EGFR仅在移出SVZ的细胞中表达,心室区和SVZ中存在少量TrkB阳性细胞,这些细胞对TrkB染色强烈,但EGFR不表达(图2d),表明在EGFR阴性的皮层前体细胞群体中,EGFR信号传导的反式激活以外的机制可能通过TrkB导致有丝分裂效应。我们也没有观察到E13处TrkB阳性细胞的凋亡增加(补充图9)英寸Egfr公司−/−小鼠胚胎,表明TrkB的激活对于早期皮层神经元在迁移和不同皮层形成的早期阶段的存活是不必要的。

讨论

细胞外因子对神经分化很重要。其中一些,如声波刺猬和FGF2,起着形态原的作用:它们以梯度分布,并根据浓度引起不同的细胞反应。神经营养素和EGFR配体参与引导发育中皮层新生神经元的迁移25有证据表明轴突生长锥对局部应用的BDNF有趋化反应,BDNF通过TrkB受体介导4042这些引导机制是否也作用于皮层中早期神经元的迁移,以及BDNF是否负责将神经元从心室区和SVZ引导至皮层板,尚不明确。我们发现,在BDNF或NT-3缺陷的大脑中,TrkB的激活没有减少,这表明从心室区和SVZ向皮质板迁移的早期神经元细胞中TrkB受体的激活是配体独立的。相反,TrkB在发育中的前脑中的激活降低Egfr公司−/−神经元细胞从心室区和SVZ向皮质板迁移受到干扰,以及抑制或抑制c-Src或Fyn的小鼠,已知其介导TrkB的反式激活29,30,43在细胞内隔室,取消了这种反式激活。

反激活导致TrkB向细胞膜不对称募集,并向这些细胞的迁移前沿积聚受体。在发育中的前脑中,EGFR的表达在E13左右达到峰值,这是神经发生达到最大值的时间。在小鼠胚胎的心室区和SVZ中,EGFR被发现在约20%分裂的皮层前体细胞的亚群中不对称分布27表明EGFR可能参与控制发育性皮质激素生成中有丝分裂和迁移的速率。结合我们的数据,这些观察结果表明,EGFR在离开心室区和SVZ的早期迁移神经元中的不对称位置决定了TrkB和TrkC向这些早期迁移神经元细胞膜的不对称移位。事实上,正如我们发现的,正如前面所示44EGFR-deficied小鼠的主要表型是皮质层的迁移缺陷和形成障碍。在TrkB活性被显性阴性结构过度表达抑制的小鼠中也进行了类似的观察13在受体激活后导致下游反应的分子结合位点失活的小鼠中16.

尚不清楚EGFR和TrkB/TrkC是否也共同作用于刺激心室区和SVZ分裂神经前体细胞的有丝分裂13,45在这些细胞中,显性阴性TrkB或TrkC结构体过度表达的实验表明,心室区和SVZ的神经前体细胞的凋亡增强,有丝分裂减少13内源性TrkB主要位于这些细胞的细胞内隔室体内在体外在新分离的前脑神经前体细胞和神经球衍生细胞中。我们没有观察到EGFR-缺陷发育前脑的脑细胞死亡增强。另一方面,在E11和E13之间心室区和SVZ的TrkB阳性细胞中观察到TrkB的强烈激活,并且在这些发育阶段BDNF-或NT-3缺陷小鼠大脑中TrkB激活水平没有降低,表明EGFR激活可能不是导致这些早期神经元TrkB和TrkC反式激活的唯一机制。

在成人神经系统中,通过EGF或TGFα激活EGFR46,诱导心室区和SVZ的跨扩增型C神经前体细胞有丝分裂。此外,EGF信号传导导致神经母细胞生成停滞,SVZ细胞迅速迁移到大脑皮层的不同位置。EGFR的大多数配体与发育中皮层的细胞膜和细胞外基质结合,这可能导致TrkB在皮层前体细胞迁移前沿的不对称膜移位。这一解释也与EGFR和TrkB激活在卵巢癌细胞中协同作用并刺激这些肿瘤细胞迁移的观察结果相一致47因此,TrkB向细胞表面向EGF源的移位反映了皮质神经元向皮质板迁移过程中发生的分化过程中的一个重要步骤。大脑皮层神经元一旦在发育中的大脑皮层中达到最终位置,以及突触发生开始时,就会对神经营养素产生反应。如先前用cAMP或去极化处理中枢神经系统神经元所示,神经活性的升高可能有助于TrkB细胞表面表达的升高和对BDNF反应性的发展48我们的发现支持了这一解释,即在前脑神经元原代培养中,对BDNF的反应迟于TrkB通过EGFR的反式激活,而在这种培养中,MAP2阳性神经元的出现与此平行(图2c).

早期TrkB激活水平高的悖论,当巢蛋白和Pax6阳性前体细胞占主导地位时,BDNF的相对缺乏可以通过其他生长因子信号的反式激活来解释。由于BDNF的表达仅在出生后升高,当发育中的皮层形成大多数突触时,这些发现表明TrkB受体可以作为调节神经分化的不同信号通路的整合协调器。成人海马前体细胞中TrkB特异性缺失的小鼠模型的最新研究结果支持该模型。这些小鼠在神经向颗粒细胞层迁移方面存在缺陷49树突发育中的缺陷50他们对抗抑郁治疗缺乏反应性,并有相应的行为异常。这是因为BDNF反应的停止,还是EGFR和其他受体的额外反式激活效应,将是未来研究的一个有趣的话题。

在线方法

老鼠

Egfr公司+/−老鼠37在混合C57Bl/6×MF1背景上杂交产生纯合突变体(Egfr公司−/−)老鼠。Bdnf公司+/−(参考。14)和Ntf3号机组+/−(参考。15)将小鼠杂交以产生纯合子Bdnf公司−/−Ntf3号机组−/−后代。双杂合子Bdnf公司+/−; Ntf3号机组+/−将小鼠杂交产生Bdnf公司−/−; Ntf3号机组−/−突变小鼠。Ntrk2号机组+/−老鼠28获得于加利福尼亚大学戴维斯分校(MMRRC:000188,B6;129S4-Ntrk2<tm1Rohr>)并保持在C57Bl/6背景下。所有老鼠程序均由Unterfranken登记处地方当局批准。

抗体和试剂

TrkB抗体(Santa Cruz,H-181,1:500)、TrkB(Millipore,#07-225,1:1000;BD Bioscience,#610101,1:50051,磷酸化-Trk-SHC(pTrkA490日元,细胞信号传导,#9141,1:1000),TrkC(细胞信号传导,C44H5,1:1000),磷酸化Akt(Ser473,细胞信号传导,#9271,1:1000),Akt(细胞信号传导,#9272,1:1000),Erk1和Erk2(Santa Cruz,K23,1:1000),磷酸化-Erk1/2(Thr202/Tyr204,细胞信号传导,#9106,1:1000),绿色荧光蛋白(Santa Cruz,#sc-8334,1:2000),EGFR(Santa Cruz,#sc-03,#sc-81449,1:1000;R&D Systems,#AF1280,1:200),MAP2(Millipore,AB5622,1:1000),Doublecortin(DcX,Millipore,#AB2253,1:6000),Nestin(Millipose,rat-401,1:200,),GAPDH(Millibore,6C5,1:4000),Tuj1(Neuromics,#MO15013,1:1000,E7杂交瘤上清液,发育研究杂交瘤库,1:100),使用了Pax6(杂交瘤上清液,发育研究杂交瘤库,1:50)、HA-epitope(Covance,16B12,1:1000)、磷酸酪氨酸(Santa Cruz,PY99,1:100)和panCadherin(Abcam,CH-19,1:1000。荧光和过氧化物结合二级抗体来自Jackson ImmunoResearch Laboratories。Src家族激酶抑制剂PP1、PP2和EGFR抑制剂PD153035购自Calbiochem,蛋白酶抑制剂购自Roche Diagnostics,磷酸酶抑制剂和衣霉素购自Sigma,EGF和碱性FGF购自Cell Concepts。

皮层前体细胞培养

如前所述分离皮层前体细胞21用20 ng ml的bFGF和EGF培养−1每个。脂质体2000(Invitrogen)用于转染。当细胞达到70-80%的融合时,提取bFGF和EGF,并将细胞培养24小时。在指定的时间内进行因子处理;用药物抑制剂进行1h的预处理或按照个别实验的指示进行。

蛋白质分离、免疫沉淀和蛋白质印迹

采集经过电镀的皮层前体,用冰镇磷酸盐缓冲液(PBS)洗涤两次,并用蛋白酶和磷酸酶抑制剂在免疫沉淀缓冲液(25 mM Tris-HCl pH 7.5,150 mM NaCl,2 mM EDTA,2 mM-EGTA,10%甘油(vol/vol),0.1%NP-40(vol/vol),2 mMNaVO,50 mM NaF)中直接溶解。解剖的前脑在液氮中冷冻,在免疫沉淀缓冲液中均质,20800离心在4°C下保持20分钟。使用Bio-Read蛋白质分析评估澄清上清液的蛋白质含量。我们使用200μg总蛋白免疫沉淀皮质前体细胞中过度表达的HA-TrkB,使用250μg总蛋白质免疫沉淀脑组织中内源性TrkB。蛋白质裂解物在4°C下用蛋白质-G–琼脂糖(罗氏)预处理1 h。使用1–4μg一级抗体(HA或TrkB抗体)在4℃下过夜,然后在4℃与蛋白-g琼脂糖(罗氏)孵育2 h,进行蛋白质下拉。用免疫沉淀缓冲液将沉淀的复合物洗涤四次,然后再悬浮在SDS-PAGE加载缓冲液中。对样品进行SDS PAGE和免疫印迹21.

皮质前体细胞慢病毒感染

为了将DNA构建物慢病毒转导到皮层前体细胞中,使用了来自Clontech的Lenti-X慢病毒表达系统。对于荧光标记的显性负性c-Src的过度表达,来自c-Src(K296R/Y528F)的突变cDNA31将含有表达载体(Millipore)的基因亚克隆到pLV-X-DsRed-Monomer-C1(Clontech)中。通过亚克隆Fyn(K299M)获得显性负性Fyn32将片段编码为pLV-X-AcGFP-N1。使用GFP控制病毒。GFP和DsRed染色被用作细胞培养物同等感染率的对照。用EGF对细胞进行脉冲处理,并进行western blot或免疫荧光分析。

shRNA对皮层前体细胞TrkB和TrkC的敲除

为了敲低皮层前体细胞中的TrkB和TrkC,我们选择13,52TrkB的靶序列5′-TTGGGATTCCGGCTTAA-3′,TrkC1的靶序列为5′-GCAGAGACTGAGATC AA-3′和TrkC2的靶序列是5′-GGACGAGAGAACCTTC-3′,并将其克隆到pSIH-H1 shRNA载体(系统生物科学)中:shTrkB top-oligo,shTrkC1顶寡头(5′-GATCCGCAGCAAGACT GAGATCCTGTCAGATTGATCTCTTGCTTTTTTG-3′),shTrkC2顶寡头。分离的皮层前体细胞在悬浮液中被感染,在96小时后被镀上并收获。细胞裂解产物通过western blot分析进行分析。

皮层前体细胞TrkB糖基化分析

体外根据制造商的说明,使用Sigma的E-DEGLY酶解试剂盒对来自皮层前体细胞的蛋白裂解物进行脱糖。简言之,将15μg总蛋白在37°C下用所提供的去糖基化酶进行酶消化3小时,并如上所述通过SDS-PAGE和蛋白质印迹进行分析。以1μg ml的浓度对皮层前体进行12 h的衣霉素(Sigma)治疗−1.

细胞表面蛋白质的生物素化

细胞生长在100毫米的培养皿中,用冰镇HBSS(PAA Laboratories)洗涤三次,并用皮尔斯表面蛋白分离试剂盒中的8毫升生物素标记溶液在4°C下培养30分钟。生物素化反应终止后,用冰镇Tris缓冲盐水(TBS)清洗细胞三次。EGF处理5分钟,PD153035预处理60分钟。在100μl免疫沉淀缓冲液(25mM Tris-HCl pH 7.5,150mM NaCl,2mM EDTA,2mM EGTA,10%甘油,0.1%NP-40)中收获细胞。根据制造商的说明,将清除的上清液用于蛋白质分离和洗脱。用标准SDS-PAGE技术分析洗脱样品。使用AIDA软件(Raytest)定量TrkB免疫反应带的密度。将数值标准化为pan-cadherin的强度。未经EGF处理的未刺激细胞的数值在每个单独实验中设置为参考点(100%)。一个样本t吨检验用于统计分析。

皮层前体细胞的免疫细胞化学

将作为神经球培养物保存的皮层前体细胞研磨并镀在涂有聚-33-鸟氨酸和层粘连蛋白1的10-mm玻璃盖玻片上,每个盖玻片的密度为3000个细胞。在给定的时间点,用4%多聚甲醛(wt/vol)将细胞固定在0.15 M磷酸盐缓冲液中,pH值为7.4,温度为20–25°C,持续10分钟。用PBS冲洗细胞三次,用封闭缓冲液(7.5%正常血清(vol/vol)、1%BSA(wt/vol),0.5%吐温-20(vol/vol)和0.05%Triton X-100(vol/vo)在PBS中封闭并渗透1小时。初级抗体在4°C的封闭缓冲液中培养过夜。用PBS冲洗细胞三次,并用适当的荧光结合二级抗体和核染料4′,6′-二氨基-2-′-苯吲哚盐酸盐(DAPI,Sigma,最终浓度为5μg ml−1)在20–25°C下保持1小时。细胞用PBS清洗三次,安装在MOWIOL的玻璃载玻片上,并保存在4°C下。

冷冻组织切片的免疫组织化学

对于冷冻切片,将胚胎在4°C、pH 7.4的0.15M磷酸盐缓冲液中的4%多聚甲醛(wt/vol)中固定过夜,并在PBS中洗涤三次,然后在4°C下将组织在30%蔗糖(wt/vol)中脱水过夜。将头部埋入OCT化合物(Tissue-Tek)中,并在液氮冷却的2-甲基丁烷中冷冻。我们用冷冻器(徕卡)制备了25μm冠状冰冻切片。将带有冷冻切片的玻璃载玻片储存在−20°C下。用5%的正常血清和0.3%的Triton X-100在TBS中在20–25°C下风干30分钟并在20–250°C下封闭1小时,对切片进行免疫染色。在4°C的封闭缓冲液中在加湿室中过夜,用一级抗体进行标记。用TBS清洗切片三次,持续5分钟,并用适当的荧光结合二级抗体和最终浓度为5μg ml的核染料DAPI(Sigma)孵育−1)在20–25°C下保持1小时。切片用TBS清洗三次5分钟,并用MOWIOL安装。

量化体内合并的BrdU

怀孕雌性小鼠腹腔内注射无菌0.9%氯化钠中的BrdU(100 mg/g体重,Sigma)。在E16处解剖胚胎,并按照上述方法处理25μm冷冻组织切片。在20–25°C下用2 M HCl孵育1 h后,用pH值为8.5的0.1 M硼酸盐缓冲液孵育切片,用PBS洗涤三次5 min,并在20–250°C下使用7.5%的驴血清(vol/vol)和0.3%的Triton X-100在PBS中封闭1 h。BrdU抗体(Abcam ab6326,rat,1:200 in blocking solution)在4°C下孵育过夜,然后在20–25°C下培养次级Cy3-偶联抗体(Jackson ImmunoResearch Laboratories#112-165-003,1:400,封闭溶液)1小时。细胞核用DAPI染色(Sigma,5μg ml−1). 切片用PBS清洗三次,用MOWIOL贴装,在115×115μm的显微照相面积内计数BrdU阳性细胞。每四个部分进行计数,每个半球有两个位置匹配的区域(每个基因型3只动物,每个基因型12张图像)。使用Student’s对细胞总数进行统计分析t吨测试,并通过单因素方差分析和Bonferroni后测比较V层BrdU阳性细胞与皮质板和边缘区的相对分布。

体外迁移分析

用前面描述的方法研究了皮层前体细胞迁移30,31有微小的变化。涂有聚-33-鸟嘌呤和Lamin1的20mm玻璃盖玻片接受了由EGF交替条纹组成的额外基质地毯(100 ng/ml−1),牛血清白蛋白(100纳克毫升−1)和/或BDNF(20 ng ml−1),第一组条纹含有荧光结合IgG(2.5μg ml−1),如中所述图6皮质前体细胞以每100μl 2000个细胞的密度进行培养。在给定的时间点,细胞被固定,进行免疫细胞化学处理,并分别在第一组和第二组条纹上计数。每个实验和条件至少分析150个细胞。将三个独立实验的结果汇总在一起。

条纹试验中不对称pTrk-PLCγ免疫反应的定量

表皮生长因子条纹30μm范围内皮质细胞中激活的TrkB在体外通过设置一个与穿过细胞核的EGF条带平行的边界来量化迁移分析,从而确定避开EGF的区域和朝向EGF的面积。在这两个区域,测量并比较pTrk-PLCγ强度。使用Student’st吨测试。

定量实时逆转录酶PCR

使用RNeasy Plus-Mini-Kit(Qiagen)按照标准方案从培养的皮层前体细胞中分离RNA。定量PCR反应在Lightcycler 1.5(Roche)上进行,使用FastStart DNA主控SYBR green1试剂,使用动力学PCR循环。先前描述了计算效率控制的相对表达水平的离线分析53用Oligo 6.0软件(MedProbe)选择内含子跨度引物。反应在20μl体积的玻璃毛细管中进行。引物和PCR靶点:Ntrk3号机组(410倍,5′-TGATCAAGAGTA-TGGTCGC-3′;1602转,5′-TTGTGACCCTGACGGAAGT-3′;211 bp)。四个部分的动力学循环条件:Ntrk3号机组(95°C,0 s,59°C,5 s,72°C,9 s,86°C,5s),3 mM氯化镁2,30 pmol底漆,效率=2.00;Gapdh公司(NM_008084),205为5′-GCAAA-TTCAACGGCACA-3′;337-版次5′-CACAGTAGACTCCACG AC-3′;141个基点。四个部分的动力学循环条件:Gapdh公司(95°C,0 s,59°C,5 s,72°C,6 s,83°C,5s)3 mM氯化镁2,30 pmol底漆,效率:2.00;:252U18表示5′-AGTGGCA-CCCGTAAGAG-3′;350L20-版次5′-GTCTCCGTGGGACATAG-3′;118个基点。四个部分的动力学循环条件:(95°C,0 s,59°C,5 s,72°C,6 s,85°C,5 s)4 mM氯化镁2,30 pmol底漆,效率:2.00。

共焦显微镜

使用徕卡SP2系统,通过徕卡共焦软件获得数字显微照片。线性对比度和亮度增强同样适用于相应的图片组。图片是用Adobe Photoshop 7.0整理和标记的。

统计分析

样本量是根据现场标准实践选择的,考虑到每个样本的可用细胞数在体外对同一窝的小鼠进行实验,以便在相同条件下比较不同基因型或组的配对对照。western blot中的密度测定强度标准化为负载控制或总蛋白水平,以防出现磷酸特异性信号。每个独立实验的控制条件值设置为100%。一个样本t吨测试用于将平均值与该参考值进行比较。如前所述,pTrk和phospho-Erk1/2免疫荧光信号的强度根据每个像素的量子水平以任意单位/面积测量,并进行统计分析54将至少三个独立实验的值合并,结果表示为平均值±标准偏差,并使用GraphPad Prism软件进行统计分析。在一系列冠状25μm切片的六个切片上计数细胞,覆盖胚胎端脑从吻侧到尾侧。使用三只小鼠的前脑对每个基因型进行定量分析。

补充材料

补充文件

单击此处查看。(2.2M,pdf格式)

致谢

我们要感谢M.Sibilia(维也纳医科大学)提供Egfr公司−/−小鼠,Y.A.Barde(巴塞尔大学)负责HA-TrkB构建,K.Walter提供了卓越的技术援助,W.Fouquet和S.Sigrist在STED显微镜方面提供了帮助。这项工作得到了德国联邦卫生研究院(Deutsche Forschungsgemeinschaft)的支持,获得了SFB 487、C4(N.O.)和SFB 581、B4(D.P.和M.S.)、ForNeuroCell(M.S。

脚注

注:补充信息可在论文的在线版本中找到。

作者贡献

D.P.和M.S.设计了实验。M.V.C.和T.H.提供了工具,并参与了本研究的早期设计。D.P.完成了大部分实验。N.S.帮助了TrkB敲除慢病毒的初步设计和生成。T.H.为显性阴性Src产生病毒。P.L.有助于生物素链霉亲和素细胞表面蛋白的分离。N.O.帮助神经干细胞的细胞培养技术并进行了实验。D.P.和M.S.写了手稿。

竞争性金融利益

作者声明没有竞争性的经济利益。

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