Quantitative transcriptional neuroanatomy of the rat hippocampus: evidence for wide-ranging, pathway-specific heterogeneity among three principal cell layers

doi:10.1002/hipo.20502

.2009年3月；19(3):253-64.

doi:10.1002/hipo.20502。

大鼠海马的定量转录神经解剖学：三个主要细胞层之间广泛、路径特异性异质性的证据

詹姆斯·G·格林¹, 卡林·博尔赫斯, 雷蒙德·丁莱丁

附属公司

PMID： 18830999
预防性维修识别码： PMC2649995型
内政部： 10.1002/hipo.20502

大鼠海马的定量转录神经解剖学：三个主要细胞层之间广泛、路径特异性异质性的证据

詹姆斯·格林等。海马. 2009年3月.

.2009年3月；19（3）：253-64。

doi:10.1002/hipo.20502。

作者

詹姆斯·格林¹, 卡林·博尔赫斯, 雷蒙德·丁莱丁

附属

¹美国佐治亚州亚特兰大埃默里大学医学院神经病学系。james.greene@emory.edu

PMID： 18830999
预防性维修识别码：下午2649995
内政部： 10.1002/hipo.20502

摘要

我们使用激光捕获显微切割和微阵列杂交技术来表征大鼠海马三个主要神经元层的基因表达。相关和聚类分析表明，仅根据基因表达谱，所有三层都很容易区分。齿状颗粒和锥体细胞层之间的基因表达存在较大差异，反映了这些细胞群体之间的表型和本体差异。值得注意的是，三个神经元群体中超过45%的表达转录物的水平存在显著差异，其中三分之一以上（>1000个转录物）的转录物至少在层间存在两倍的差异。即使CA1和CA3锥体细胞层在转录水平上也存在显著差异，单独的分析表明，近20%的转录物在它们之间存在差异表达。只有少数转录物是特定海马细胞层的特异性转录物，这表明功能差异更可能是次要的，表现为中等规模的广泛表达差异，而不是少数基因中的巨大差异。转录物丰度的分类分析揭示了与特定细胞路径相关的三个细胞层之间基因表达的一致性差异。例如，编码参与葡萄糖代谢的蛋白质的转录物在CA3锥体层表达最高，这可能反映了这些神经元潜在的更高代谢率，并部分解释了它们极易受到癫痫诱导的损伤。相反，与MAP激酶信号通路和转录调节器活性相关的转录物在齿状颗粒细胞层中显著存在，通过改变转录使这些神经元对外界刺激作出反应，从而有助于其抵抗癫痫发作后的损伤。综上所述，这些数据表明，主要细胞层的独特生理特征，如神经元活动、神经元可塑性和易受神经变性影响，反映在海马体内的大量转录异质性中。

PubMed免责声明

数字

**图1。海马细胞层间基因表达的差异**
A.DG颗粒神经元（左）和CA3锥体神经元（右）LCM后冠状海马切片的显微照片。相应的插入物显示孤立的神经元层。B.使用所有表达基因的无监督分层聚类仅基于基因表达谱区分三个主要海马细胞层。C.两个DG样本之间的基因表达密切相关，尽管它们来自不同祭祀日的两种不同动物。D.同一动物的DG和CA1样本之间的相关性较低。

**图2。差异表达基因的层次聚类**
热图中的每个细胞表示单个样本（列）中基因（行）的表达水平。请注意，样本根据基因表达谱聚在一起，而基因根据相似的区域表达谱聚集成组。主要髋臼细胞层之间的每一种潜在差异表达模式都是显而易见的。

**图3。糖酵解基因在CA3锥体细胞中的高表达**
heatmap中的每个细胞表示单个样本（列）中基因（行）的表达水平。DG和CA3样品的N=8，CA1样品的N=9。深红色表示转录本的高表达，而深蓝色表示低表达。

**图4。p38 MAPK通路基因在齿状颗粒细胞中的高表达**
heatmap中的每个细胞表示单个样本（列）中基因（行）的表达水平。DG和CA3样品的N=8，CA1样品的N=9。深红色表示转录本的高表达，而深蓝色表示低表达。注意DG和锥体神经元之间的主要区别，以及CA1和CA3之间的数量差异。

**图5。海马细胞层间转录物丰度的一致性和分类差异**
A.齿状和锥体神经元层（CA1和CA3）之间的GO分类不同。通过Fisher精确检验，所有类别均存在显著差异，p<0.01。X轴标签表示每层中较高的转录本数量。

**图6。对单个海马细胞层高度特异的转录物**
A.针对CA1的成绩单示例。B.富含CA3的转录本示例。C.针对DG的成绩单示例。转录水平在细胞层之间有显著差异，在给定层内一致。

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