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.1999年2月1日；19(3):1038-48.
doi:10.1523/JNEUROSCI.19-03-01038.1999。

神经营养素支持不同感觉轴突形态的发育

S I伦茨 1, C M克努森, S J Korsmeyer公司, W D施奈德
附属公司

神经营养素支持不同感觉轴突形态的发育

S I伦茨等。 神经科学. .

摘要

在发育中的胚胎中，外周轴突的最初生长被认为独立于神经营养因子。然而，由于神经营养素在早期发育阶段对生存的严格要求，在缺乏这些分子的情况下，外周神经元可以延伸轴突和精细轴突分支的程度尚未直接研究。我们在这里显示，BAX缺乏小鼠的胚胎感觉神经元在没有神经营养素的情况下无限期存活，即使是在高度分离的培养物中，也可以评估细胞自主轴突的生长。在胚胎第11天（E11）-E13天，即轴突向体内靶点快速生长的阶段，在没有神经营养素的情况下培养的Bax-/感觉神经元几乎总是单极的，并且只延伸一个基本轴突。神经营养因子的添加导致第二个轴突的生长和两个过程的显著的、剂量依赖性的延长。令人惊讶的是，对单个神经营养素的形态反应差异很大。神经营养素-3（NT-3）支持Bax-/-神经元亚群的显著末端树状化，而NGF主要在不同亚群中产生轴突伸长。我们得出的结论是，轴突在体外的生长从感觉神经元发育的早期阶段起就依赖于神经营养素。此外，神经营养素支持不同感觉神经元亚群特征的不同轴突形态的出现。

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数字

图1。
图1。
在缺乏神经营养素的情况下，感觉轴突生长是基本的。中等密度（每孔2000个神经元）的神经元培养物的显微照片，在50 ng/ml的浓度下生长72小时NGF公司如图所示。一，神经元来自Bax公司+/+小鼠在有NGF公司.b条，神经元来自Bax公司缺乏神经营养素的−/−小鼠(无NT)延伸不形成束的短而有分支的轴突。c（c），见证人：NGF公司，来自的文化Bax公司−/−小鼠看起来与对照组没有区别。
图2。
图2。
神经营养素反应的量化。a–c，显微照片显示了代表性轴突延伸的典型模式Bax公司神经元生长72小时在体外没有神经营养素(一)或在50 ng/ml的浓度下NGF公司(b条)或NT-3型(c（c）).d日,e（电子），条形图显示具有一个或两个或多个轴突的神经元的百分比（±SEM）Bax公司−/−小鼠和Bax公司+/+室友。在这些培养条件下，几乎所有的神经元Bax公司+/+小鼠在任何一种情况下NGF公司或NT-3型是两极的(点画条在里面d日和宽的-影线棒在里面e（电子））。相反，在没有添加神经营养素的情况下(无NT)，90%Bax公司−/−神经元为单极性(开放式酒吧在里面d日,e（电子）). 添加其中之一NGF公司(实心钢筋在里面d日)或NT-3型(好的-阴影条在里面e（电子）)导致了很大一部分Bax公司有两个或更多轴突的神经元。无神经营养素组与接受神经营养素治疗组之间具有单个轴突的神经元百分比的差异NGF公司或NT-3型非常重要(第页< 0.001;n个=每组6个胚胎）。
图3。
图3。
形态学反应NGF公司和NT-3型.分离的DRG神经元的清晰图像Bax公司−/−和Bax公司+/+在无神经营养素或50ng/ml浓度下培养72小时NGF公司或NT-3型如图所示。一个神经元(蓝色)或两个或更多(绿色和粉红色分别考虑轴突。轴按总长度增加的顺序排列。针对每种情况显示了整个人群的周期性样本。一,Bax公司无神经营养素培养的−/−神经元(无NT)总是有很短的高度分支的轴突。b条，添加NGF公司导致出现了Bax公司具有更长轴突的−/−神经元。c（c），添加NT-3型也导致了广泛的轴突伸长，但请注意NT-3型–反应神经元与那些对NGF公司.d日,e（电子），代表Bax公司+/+高度分离培养的神经元NGF公司(d日)或NT-3型(e（电子）)如图所示。
图4。
图4。
量化神经营养素对轴突长度的影响。将所有轴突和分支的长度相加，计算轴突总长度。一,b条，每个酒吧代表6至7的平均值±SEM第13页胚胎。一,NGF公司. The露天酒吧显示了轴突的总长度Bax公司缺少神经营养素时的−/−神经元(无NT)72小时后。单极神经元Bax公司−/−用NGF公司(左侧实心条)与未经处理的神经元相比没有显著延长。Bax公司用NGF公司是多极的(右实心棒)轴突总长度显著增加(第页< 0.001). 然而，这些轴突并不像Bax公司+/+神经元NGF公司(点画条).b条,NT-3型再一次，单极Bax公司−/−神经元NT-3型(左侧罚款-阴影条)长度不超过Bax公司−/−神经元在缺乏神经营养因子的情况下(露天酒吧). 存在多极神经元NT-3型(好吧，罚款-阴影条)轴突总长度显著增加(第页< 0.001). 对于NT-3型–反应神经元，总长度与Bax公司+/+神经元(宽的-阴影条).c（c），剂量-轴突生长的反应第13页.Bax公司−/−神经元在缺失的情况下生长(无NGF)或出现浓度增加的NGF公司持续1d在体外(分区). 每个点代表五个胚胎（每个胚胎20个神经元）测得的平均轴突总长度（±SEM）。的剂量NGF公司与未经处理的神经元相比，低至0.5ng/ml导致轴突长度显著增加。增加的浓度NGF公司以剂量依赖的方式增加轴突的生长量。d日，神经营养素对轴突生长的影响第12页胚胎。每个酒吧表示五个参数的平均值±SEM第12页胚胎。这个露天酒吧显示了Bax公司缺少神经营养素时的−/−神经元(无NT)72小时后。Bax公司用NGF公司显示了一种形态反应(实心钢筋)轴突总长度显著增加(第页< 0.001). 有反应神经元NT-3型(好的-阴影条)轴突总长度也显著增加(第页< 0.001).
图5。
图5。
NGF公司,NT-3型、和BDNF公司调节不同的形态反应。一,d日,克,j个，低倍显微照片（比例尺英寸j个).b条,c（c）,e（电子）,（f）,小时,我,k个,我，高倍显微照片（比例尺英寸我). 为了可视化单个细胞的形态Bax公司将−/−小鼠以低密度（每孔500个神经元）放置并生长72小时在体外无神经营养素或存在50 ng/mlNGF公司,NT-3型，或BDNF公司.a–c，代表Bax公司无神经营养素培养的−/−神经元(无NT). 神经元是单极的，从初级轴突沿其全长延伸出许多短分支。d–f日，典型NGF公司-反应灵敏的Bax公司−/−神经元在NGF公司这些神经元是双极的，长而相对不分枝的轴突。NGF公司处理抑制了细胞体附近短枝的延伸。典型的情况是，沿着轴突的远端有一些粗口径的分支。g–i类，典型的NT-3响应Bax公司−/−神经元NT-3型.NT-3型虽然神经元的初级轴突经NT-3型比NGF公司-处理过的神经元。NT-3型–反应性神经元几乎总是在轴突的远端出现精细的分支。j–l，代表Bax公司−/−神经元描述了神经元子集对BDNF公司请注意突出的板条足。
图6。
图6。
NGF公司和NT-3型差异调节轴突分支的范围。酒吧显示六个胚胎每个E13 DRG神经元的平均分支点数（±SEM）。在缺乏神经营养素的情况下(无NT),Bax公司72小时后，每个神经元大约有5个分支点在体外.治疗Bax公司−/−和Bax公司+/+含有NGF的神经元导致每个神经元的分支点数量略有增加。NT-3的存在导致每个神经元的分支点数量显著增加(第页< 0.001).
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