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.2009年8月；69(9):547-57.
doi:10.1002/dneu.20723。

富含锚蛋白重复序列的膜生成/Kidins220蛋白在体内调节树突分支和脊柱稳定性

Synphen H Wu公司 1, 胡安·卡洛斯·阿雷瓦洛, 费德里卡·萨蒂, 利诺·特萨罗洛, 文彪干, 摩西五世·赵
附属公司

Ankyrin Repeat-rich Membrane Spanning/Kidins220蛋白调节体内树突状分支和脊椎稳定性

Synphen H Wu公司等。 Dev神经生物学. 2009年8月.

摘要

神经系统连接的发展取决于树突场的树状化和树突棘突触的稳定。已经证实，神经元活动和神经营养素BDNF调节这些相关过程。然而，这些外源性信号调节树突发育和脊柱稳定的下游机制尚不清楚。在这里，我们报告了BDNF信号转导的底物，锚蛋白重复丰富膜跨（ARMS）蛋白或Kidins220，在皮质和海马树突的分支以及皮质棘的周转中起着关键作用。在ARMS/Kidins220高度表达的桶状体感皮层和齿状回区域，与野生型同窝小鼠相比，在1个月大的青春期ARMS/Kidins220（+/-）小鼠中未观察到树突乔木复杂性的差异。然而，在3个月大时，年轻成年ARMS/Kidins220（+/-）小鼠的树突状复杂性降低。这表明ARMS/Kidings220在树突的初始形成中没有发挥重要作用，而是参与了发育后期乔木的细化或稳定。此外，在1个月大时，ARMS/Kidins220（+/-）小鼠的脊椎消除率高于野生型小鼠，这表明ARMS/Kidins220的水平调节脊椎稳定性。总之，这些数据表明，在活性和BDNF依赖的发育期，ARMS/Kidins220对树突的生长和脊柱稳定性很重要。

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数字

图1
图1。ARMS/Kidins220在出生后的大脑中受到发育调节，在桶状体感皮层和海马的齿状回中高度表达
（A）Western blot分析显示出生后（天）小鼠全脑ARMS蛋白水平。Tubulin显示为加载控件。（B）Western blot分析1个月龄和3个月龄小鼠的全脑、皮层和海马ARMS蛋白水平。Tubulin显示为加载控件。（C）用抗ARMS抗体对野生型小鼠的冠状切片进行染色。海马和周围皮层ARMS染色的合成图像。白色方框表示体感皮层（SC）和齿状回（DG）中放大倍数较高的区域。在皮层，ARMS在第5层锥体神经元中显著表达。在海马体中，ARMS在所有区域的细胞体中高度表达，但在齿状回树突（分子层，ML）中的表达比在CA3或CA1树突中的表达更强烈(辐射层，SR）。比例尺，100µm。（D）桶体感皮层ARMS染色的高倍图像。在第5层锥体神经元中，ARMS在细胞体以及从胞体延伸的过程中表达（箭头所示）。比例尺，100µm。（E）齿状回ARMS染色的高倍图像。比例尺，100µm。
图2
图2。突变ARMS/Kidins220小鼠的产生
（A）Cre重组前后野生型ARMS等位基因、靶向载体和靶向等位基因的示意图。Neo、新霉素耐药基因；DT-A，白喉毒素。B、 A和N表示限制酶的位点巴米希、阿帕伊和诺特; 红色矩形表示外显子（用红色编号）；绿色三角形表示loxP位点。（B）突变小鼠消化后基因组DNA的Southern印迹分析巴米希.5'探头，如中的示意图所示（A），从野生型等位基因（WT）中检测到5 Kb片段，从肌动蛋白核心重组前的突变体中检测到6.4 Kb片段（Mut，顶面板），从肌动蛋白核心重组后的突变体上检测到4.5 Kb片段。（C）全脑ARMS蛋白水平的Western blot分析手臂+/−4个月大的小鼠和野生型同窝小鼠。手臂+/−与野生型相比，小鼠ARMS蛋白减少了30-40%。Tubulin被用作负荷控制。
图3
图3。青少年而非青少年的桶状皮层锥体神经元表现出树突复杂性降低ARMS/Kidings220武器/儿童+/−老鼠
（A）1个月龄和3个月龄大鼠大脑皮层第5层锥体神经元基底树突的典型追踪手臂+/−老鼠和野生型同窝动物。（B）确定树突复杂性的Sholl方法示意图（不按比例）。设定间隔（r）的辐射同心环以神经元追踪的细胞体为中心，并量化了每个环交叉的树突数量。以10µm的半径间隔进行分析。（C）1个月大（青少年）大脑皮层第5层锥体神经元基底树突的Sholl分析手臂+/−小鼠和野生型同窝动物(n个=每个基因型两只小鼠的20个神经元）。两种基因型之间的树突复杂性没有差异。（D）3个月大（年轻成人）大脑皮层第5层锥体神经元基底树突的Sholl分析手臂+/−小鼠和野生型同窝仔(n个=每个基因型两只小鼠的30个神经元）。手臂+/−与野生型小鼠相比，小鼠表现出较少复杂的树突状树干(*第页<0.05，学生t检验）。
图4
图4。年轻成人而非青少年的齿状回颗粒细胞也表现出树突复杂性降低ARMS/Kidings220武器/儿童+/−老鼠
（A）1个月龄和3个月龄野生型和手臂+/−老鼠。（B）1个月龄（青少年）颗粒细胞树突的Sholl分析手臂+/−小鼠和野生型同窝动物(n个=每个基因型两只小鼠的24个神经元）。两种基因型之间的树突复杂性没有差异。（C）3个月龄（青年）颗粒细胞树突的Sholl分析手臂+/−小鼠和野生型同窝动物(n个＝每个基因型来自两只小鼠的21个神经元）。手臂+/−与野生型小鼠相比，小鼠表现出较少复杂的树突状树干(*第页<0.05，学生t检验）。
图5
图5。初级皮质培养中ARMS/Kidins220水平降低导致BDNF诱导的初级神经突起生长减少
生长有和没有补充BDNF的原代皮层培养物被含有GFP标记的ARMS或对照shRNA的慢病毒感染，兴奋性神经元的原代轴突数量在DIV4和DIV7处进行计数(n个所有条件下=20；数据绘制为平均值±s.e.m*第页<0.05，学生t检验）
图6
图6。ARMS/Kidings220武器/儿童+/−; YFP青春期小鼠由于脊椎消除增加而表现出脊椎稳定性下降
（A）一组折叠的双光子共焦图像堆栈，通过YFP表达小鼠体感皮层上方的经颅窗拍摄。从表达YFP的第5层锥体神经元投射到第1层的顶端树突清晰可见，布满棘和丝状足。比例尺，10µm。（B）YFP标记的第5层锥体神经元投射的第1层顶树突棘的分析手臂+/−; YFP小鼠（ARMS杂合子；n个=3）和手臂+/+; YFP室友（ARMS野生型；n个= 4). 拍摄了两组经颅双光子显微切片图像：第一组在1个月大时拍摄，第二组在2周后拍摄。在这两个时间点分析单个树突的脊柱含量。在两个时间点出现的脊椎被认为是“稳定的”，在第二个时间点不再存在的脊椎则被视为“消除的”，只有在第二时间点发现的脊椎才被认为是新“形成的”。脊椎计数被绘制为在第一个视图中确定的总脊椎的百分比。手臂+/−; YFP小鼠因脊椎消除率增加而表现出脊椎稳定性下降(*第页<0.05，学生t检验）。不同基因型间脊柱形成率无显著差异。数据绘制为平均值±标准误差。
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