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.2007年12月18日；104(51):20558-63.
doi:10.1073/pnas.0710156104。 Epub 2007年12月11日。

Notch调节新生齿状回新生神经元的细胞命运和树突形态

约书亚·J·布鲁尼 1, 约翰·西尔贝雷斯, 弗洛拉·M·瓦卡里诺, 内纳德·塞斯坦, 帕斯科·拉基奇
附属公司

Notch调节新生齿状回新生神经元的细胞命运和树突形态

约书亚·J·布鲁尼等。 美国国家科学院程序. .

摘要

海马体终身增加神经元是结构可塑性的一种显著形式，然而对增殖、神经元命运决定、存活和成熟的分子控制却知之甚少。Notch1的表达随神经前体细胞的分化状态而动态变化。通过使用Notch1小鼠的诱导性获得和丧失功能，我们表明这种膜受体对这些不同的过程至关重要。我们在体内发现，激活的Notch1过度表达可诱导增殖，而γ-分泌酶抑制或Notch1基因消融可促进细胞周期退出，这表明激活的Notch 1水平调节出生后祖细胞的神经发生量。体内或体外Notch信号的消失导致神经干或前体细胞向传递放大细胞或神经元过渡。此外，基因Notch1操作调节新生颗粒细胞的存活和树突状形态。这些结果为Notch信号在海马形态发生和可塑性中的广泛流行提供了证据，表明Notch1可能是成人神经发生的各种创伤和环境调节剂的靶点。

PubMed免责声明

利益冲突声明

作者声明没有利益冲突。

数字

图1。
图1。
出生后海马中Notch1和Ascl1的表达。(A类)现场Notch1 mRNA杂交(B类)P24海马冠状切片Notch1免疫组织化学定位的低倍共焦图像。免疫反应几乎存在于所有成熟的神经元和星形胶质细胞中。(C)通过齿状回拍摄的NICD（红色）、NeuN（绿色）、Dcx（蓝色）和Gfap（洋红）染色切片的共焦图像。成熟神经元中NeuN和NICD有明显的共定位，而NICD在Gfap细胞质中也有明显的定位+星形胶质细胞（填充箭头）和附近的Dcx缺乏NICD+单元格（空箭头）。(天)NICD（红色）、Ascl1（绿色）、Dcx（蓝色）和Gfap（洋红色）的免疫染色。Ascl1公司+带有一个Ascl1的双精度+细胞核与Gfap（实心箭头）和其他Gfap共定位-（空箭头）。在这两种情况下，NICD均未与主要为核的Ascl1蛋白共定位。GCL，颗粒细胞层；SGZ，亚颗粒带。（比例尺：B类，100微米；C和天，10微米）
图2。
图2。
Cre介导的Notch1操作。(A类和B类)小鼠繁殖和配体诱导Cre重组示意图。(A类)GCE小鼠与loxP-侧翼（“floxed”）Notch1小鼠杂交。GCE；槽口1飞行/飞行给小鼠服用三苯氧胺，导致Cre-ERT2融合蛋白，该融合蛋白与细胞质中的热休克蛋白90结合，因此不活动-易位到细胞核，在那里重组成对的loxP位点，消融Notch1蛋白。(B类)GCE小鼠与NICD转基因小鼠杂交。GCE；给NICD小鼠服用三苯氧胺，导致重组loxP位点的CreER蛋白发生核移位，激活“STOP”密码子并诱导NICD蛋白转录和翻译。(C)三种剂量的三苯氧胺在大量SGZ细胞中诱导重组，这由报告基因表达（GFP，绿色）决定。（比例尺：C，50微米）
图3。
图3。
Notch基因操纵影响细胞增殖和细胞周期退出。(A类)他莫昔芬、CldU和IdU注射范式示意图。(B–D类)对照组（Ctrl）齿状回Ki67（红色）/IdU（绿色）免疫染色、NICD过度表达（NICD Tg）和Notch1消融(槽口1cKO）动物。(B′–D′)Ki67信号来自B–D类以增强的对比度显示。(E类)与对照组和对照组相比，NICD过度表达显著增加了颗粒下区（SGZ）、门和分子层的增殖细胞数量槽口1cKO组。每毫米Ki67阳性细胞的平均数量三对照组动物用于正常化。(F类)当比较NICD Tg和槽口1cKO动物与对照。大量细胞离开细胞周期槽口1cKO动物比对照组或NICD-Tg动物只有7%的细胞离开细胞周期。(G公司)增殖细胞的表型在槽口1cKO动物中Gfap较少+细胞增殖速度减慢。（为了清晰起见，未显示Dcx/Gfap的免疫染色。）(H–J型)DG组织切片上的CldU（红色）/IdU（绿色）免疫组织化学。(H′-J′)来自的CldU信号H–J型以增强的对比度显示，并且SGZ的上限用红色虚线标记。(K（K）)NICD-Tg组中CldU和IdU标记的细胞数量增加。每毫米CldU或IdU阳性细胞的平均数量三对照组动物用于正常化。(L（左）)在NICD-Tg小鼠中，CldU/IdU双阳性细胞数比对照组和槽口1cKO动物。每毫米CldU/IdU双阳性细胞的平均数量三对照组动物用于正常化。(M（M）)氯丁橡胶+灌注前一周合成DNA的细胞在NICD-Tg动物中优先保留在颗粒下区，而在槽口1cKO动物CldU+细胞优先分布于颗粒细胞层。每毫米CldU阳性细胞的平均数量三对照组动物用于正常化。注释n个=每个实验组6个。星号表示实验组之间的统计差异（*，P（P）< 0.05; **,P（P）< 0.001; 学生的t吨测试：E–G公司,K–M公司). 误差条代表SEM。（比例尺：B–D′和H–J′，100μm）
图4。
图4。
DG中细胞命运的细胞自主变化。(A类)在组织免疫染色Dcx（红色）、Sox2（蓝色）和Gfap（洋红色）的SGZ中诱导GFP（绿色）报告基因表达。GFP+胶质细胞示例(A′)显示Sox2和Gfap的表达。(A〃)GCL中的GFP+/Dcx+神经元。(B类)Notch1-cKO动物表现出优先产生神经元，但NICD Tg小鼠表现出以牺牲神经元为代价对神经胶质细胞的显著维持。(C)在处死前1周给予三苯氧胺的4-6个月大的小鼠中，细胞命运也发生了同样的相互改变。注释n个=每个实验组4个。星号表示实验组之间的统计差异（*，P（P）< 0.05; **,P（P）< 0.001; 学生的t吨测试；B类和E类). 误差条代表SEM。（比例尺：A-A〃,C-C′，10微米；天，50μm）
图5。
图5。
切槽调节成熟海马神经元的树突树状结构。(A–C)P37齿状回Dcx免疫组织化学共聚焦图像。中Dcx+/GFP+神经元的代表性示例天控制(E类)缺口1 cKO，以及(F类)NICD Tg小鼠。GFP将只标记新生细胞。显示了每组中分支细胞较多的典型示例。(G公司)Dcx公司+NICD-Tg和槽口1与对照组相比，cKO动物。Dcx的平均数量+每毫米电池数三对照组动物用于正常化。(H（H）)NICD-Tg动物每Dcx显示更多树突+细胞体。槽口1cKO动物表现出树突复杂性的显著下降。(我)NICD-Tg动物每Dcx有更多静脉曲张+细胞，而槽口1cKO小鼠表现出显著下降。注释n个=每个实验组6个。星号表示实验组之间的统计差异（*，P（P）< 0.05; **,P（P）< 0.001; 学生的t吨测试；G–I型). 误差条代表SEM。（比例尺：A–C，30微米）
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