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2010年8月4日;30(31):10484-92.
doi:10.1523/JNEUROSCI.4721-09.2010。

Notch1是维持成年海马干细胞库所必需的

附属公司

Notch1是维持成年海马干细胞库所必需的

杰西卡·阿布尔斯等。 神经科学

摘要

Notch1在发育过程中调节神经干细胞(NSC)数量,但其在成人神经发生中的作用尚不清楚。我们制造了巢蛋白受体(T2)/R26R-YFP/Notch1(loxP/loxP)[Notch1诱导敲除(iKO)]小鼠,以使三苯氧胺(TAM)诱导的Notch1消除,并在成年海马颗粒下区(SGZ)巢蛋白表达的1型NSC及其子代中伴随黄色荧光蛋白(YFP)的表达。与之前的研究一致,三苯氧胺(TAM后)后野生型(WT)小鼠(nestin-CreER(T2)/R26R-YFP/Notch1(w/w))的颗粒下区(SGZ)中明显存在神经发生各阶段的YFP+细胞,产生成年产生的YFP+齿状回神经元。与WT同窝小鼠相比,Notch1 iKO小鼠TAM后13天和30天的SGZ YFP+细胞总数相似,但TAM后60天和90天的SGZ-YFP+细胞明显较少。在Notch1 iKO小鼠中,YFP+1型神经干细胞和瞬时扩增祖细胞(TAP)显著减少,导致YFP+颗粒神经元生成减少。令人惊讶的是,30天的跑步弥补了这一不足,因为Notch iKO小鼠的YFP+细胞总数与WT水平相当。考虑到1型NSC和TAP水库的持续赤字,这一点更为显著。我们的数据表明,Notch1信号传导是维持未分化细胞库和确保成年海马神经发生的连续性所必需的,但选择性的Notch和1型NSC非依赖性通路会对体力活动进行补偿。这些数据揭示了1型神经干细胞、成人神经发生、神经原生态位和环境刺激之间的复杂关系。

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数字

图1。
图1。
Notch1 iKO小鼠在SGZ中具有较少的YFP+细胞。、雀巢CreERT2段和R26R-YFP小鼠与漂浮的Notch1小鼠杂交产生Notch1 iKO小鼠。大部分老鼠巢穴基因驱动Cre重组酶和修饰雌激素受体(CreER)融合蛋白的表达T2段). 服用三苯氧胺(TAM)导致启动子和槽口1和R26R-YFP的“停止”信号。这导致Notch1的消除以及巢蛋白表达细胞及其后代中YFP的表达。b条,TAM后40d分离的神经球的PCR证实槽口1该基因在Notch1 iKO小鼠TAM后重组,但未在WT同窝小鼠中重组。底漆(如中箭头所示)是针对牙线部分以外的区域设计的槽口1c(c)WT和Notch1 iKO小鼠中的YFP+SGZ细胞。d日,YFP+SGZ小区号**第页< 0.01, ***第页<0.001 vs WT,Bonferroni事后(post-hoc);n个=5–11/组。比例尺:(c(c)),50微米。
图2。
图2。
从巢蛋白表达细胞中去除Notch1会减少YFP+SGZ NSC数量和神经发生。,YFP+SGZ细胞在神经发生的各个阶段表达标记物。b条,YFP+GFAP+S100β−1型NSC(箭头)。c(c)、YFP+Ki67+DCX−(箭头)和YFP+Ki67−DCX+(箭头)单元格。d日,YFP+NeuN+神经元(YFP+NeuN−细胞,箭头)。e(电子),Notch1 iKO小鼠在TAM后延长时间内的1型NSC显著减少。(f),无论TAM后的时间长短,Notch1 iKO小鼠中的TAP(YFP+Ki67+DCX−细胞)较少。在TAM后60天,Notch1 iKO小鼠的成神经细胞(YFP+Ki67+DCX+细胞)显著减少。小时在TAM后延长时间,Notch1 iKO小鼠的未成熟神经元(YFP+Ki67−DCX+细胞)显著减少。在TAM后延长时间,Notch1 iKO小鼠的YFP+神经元显著减少。j个在TAM后延长时间,Notch1 iKO小鼠的增殖(Ki67+)YFP+细胞显著减少。k个TAM后延长时间,Notch1 iKO小鼠中成为神经元的YFP+细胞(DCX+)数量显著减少。与WT同窝小鼠相比,Notch1 iKO小鼠SGZ中的细胞凋亡没有增加*第页< 0.05, **第页< 0.01, ***第页<0.001与WT、Bonferroni相比事后(post-hoc);n个=3–7/组。比例尺:(b–d段),20微米。
图3。
图3。
Notch1 iKO小鼠的树突状形态学下降。,在TAM后90天,SGZ中YFP+DCX+细胞中每个细胞体的树突数量在两种基因型之间没有差异。b条,对YFP+DCX+细胞的Sholl分析显示Notch1 iKO小鼠的树突状交叉明显较少,特别是在960–1060μm的半径范围内。c(c),代表性YFP+DCX+神经元追踪*第页<0.05 vs WT、Bonferroni事后(post-hoc);n个=3–4/组。
图4。
图4。
从嵌套表达的1型NSC中消除Notch1体内减少神经圈形成在体外,从WT和Notch1 iKO小鼠脑室下区TAM后40天分离的细胞形成的二级球体数量。b条,来自WT和Notch1 iKO小鼠的第6代神经球的代表性显微照片。比例尺,100μm*第页< 0.05,t吨测试;n个=每组3–4次重复。
图5。
图5。
体力活动可以挽救Notch1 iKO跑步小鼠的YFP+细胞总数。从TAM后30天开始,给予动物30天的自由活动时间。WT和Notch1 iKO小鼠在任何一天的活动量没有差异。b条WT和Notch1 iKO非流道和流道中的YFP+SGZ细胞;白盒,1类NSC。c(c),YFP+SGZ细胞总数。比例尺,20μm*第页<0.05 vs WT和第页< 0.05,‡‡‡第页<0.001 vs非跑步者,Bonferroni事后(post-hoc);n个=4–11/组。
图6。
图6。
在Notch1 iKO小鼠中,体力活动可以拯救YFP+神经新生,但不能拯救YFP+1型NSC或TAP。,30天的跑步没有影响YFP+1型NSC的数量。b条,30天的运行不会影响TAP的数量(YFP+Ki67+DCX−细胞)。c(c),Running拯救了Notch1 iKO小鼠的成神经细胞数量(YFP+Ki67+DCX+细胞)。d日,Running挽救了iKO小鼠中未成熟神经元(YFP+Ki67−DCX+细胞)的数量。e(电子),30天的跑步足以使Notch1 iKO小鼠中增殖(Ki67+)YFP+细胞的数量正常化至WT水平。(f)WT和iKO小鼠跑后DCX+YFP+细胞数量均增加。#第页<0.1时*第页< 0.05, **第页<0.01 vs WT、Bonferroni事后(post-hoc);n个=3–8/组。
图7。
图7。
提出Notch1在基础条件下和体力活动后调节成人神经发生的模型。如果没有Notch1,巢蛋白表达细胞的自我更新和扩张就会受到破坏,成年产生的齿状回神经元的净数量就会减少。体力活动通过增加成神经细胞增殖,增加WT和Notch1 iKO小鼠成年生成的神经元。然而,体力活动并不能挽救Notch1 iKO小鼠的1型NSC或TAP数量。

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