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.2017年7月17日；7(1):5647.
doi:10.1038/s41598-017-05738-7。

CXCR4在海马发育过程中颗粒细胞层形成的动力学和功能

三村由介 1, Hiroshi Shinohara公司 1, 太极Kashiwagi 1, 佐藤（Toru Sato） 1, Seiji Shioda先生 2, Tatsunori Seki 三
附属公司

CXCR4在海马发育过程中颗粒细胞层形成的动力学和功能

三村幸佳山本幸佳等。 科学代表. .

摘要

在发育中的海马体中，心室区（VZ）产生的颗粒细胞前体（GCP）迁移到软膜下区域，形成齿状回（DG）的颗粒细胞层（GCL）。为了了解GCL的形成机制，我们研究了由GCP表达的CXCR4的动力学和功能，它是DG周围细胞分泌的CXCL12趋化因子的受体。在VZ中，CXCR4在GCP的质膜上表达。在迁移过程中和DG中，CXCR4内化并以点状聚集在中心体、高尔基体和溶酶体附近。磷酸酶分析表明，质膜上存在磷酸化和去磷酸化的CXCR4，而细胞内点状的CXCR4主要是去磷酸化的。脑室内注射CXCR4拮抗剂AMD3100导致细胞内点状细胞CXCR4表达消失，并出现在质膜上。此外，AMD3100治疗导致早熟分化、延迟迁移和异位GCP。综上所述，这些结果表明，在GCP的发育和迁移过程中，质膜上的CXCR4被磷酸化、内化、分类到中心体、高尔基体和溶酶体，并在功能上调节GCP的分化、迁移和定位。

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数字

图1
图1
大脑半球CXCR4表达的发育变化，包括E12.5的新皮质和海马(A类)，E14.5(B类)和E18.5(C类). 中的装箱区域A1类,地下一层、和C1类放大了A2类,地下二层、和C2分别是。中的装箱区域A2类,地下二层、和C2放大了第3页,地下三层、和C3类和4个。(A类)在E12.5，CXCR4的强表达仅限于齿状回的原基（箭头，A1、2)发现于心室区（VZ）至边缘区（MZ）细胞的质膜上，第3页). (B类)在E14.5，齿状缺口（箭头、，地下一层，2). CXCR4表达于从VZ到齿状迁移流（DMS）的细胞质膜上，包括伞齿接合处的伞上区域和伞下区域（箭头地下三层)而齿状回中观察到少量CXCR4阳性点状物（DG，白色箭头，地下二层, 3). (C类)在E18.5，齿状缺口（白色箭头，C1）周围的VZ中检测到强烈的CXCR4表达，其中CXCR4在细胞质膜中表达（白色箭头、，C2, 3). 然而许多CXCR4阳性点从DMS到DG广泛分布（白色箭头，C2, 4). 在新皮质中，CXCR4在边缘区表达（蓝色箭头，A1类,地下一层,C1类)，中间区域（蓝色开放箭头，C1类)和VZ（白色开放箭头，C1类)与之前的研究一致。F、 伞；NC，新皮质；五、 心室。比例尺 = 100 µm英寸A1类和地下一层; 200 µm英寸C1类; 50 µm英寸A2–C2.
图2
图2
非磷酸化(A–C)和总计(D–F型)CXCR4在大鼠海马的表达Gfap公司-E18.5的GFP小鼠。UMB2抗体检测到非磷酸化的CXCR4，该抗体特异性识别CXCR4的非磷酸化C末端结构域。为了检测总CXCR4（磷酸化和非磷酸化形式），用lambda蛋白磷酸酶（λPP）处理海马部分。在相同条件下，同时对相邻切片进行含或不含λPP的免疫染色。(A–C)检测非磷酸化CXCR4。如图所示，A中的方框区域在a1、a2和a3中放大。a1-3中的方框区域分别在b1-3和c1-3中放大。在心室区（VZ），CXCR4存在于Gfap公司-表达GFP的细胞（箭头、a1、b1和c1）。在齿状移行流（DMS）和齿状回（DG）中，CXCR4作为点状物聚集在Gfap公司-GFP表达细胞（箭头、b2、b3、c2和c3）。(D–F型)CXCR4表达总量。如图所示，D中的框状区域在d1、d2和d3中被放大。d1-3中的方框区域分别在e1-3和f1-3中放大。定量分析带有CXCR4+质膜和胞内斑点的细胞数量，以及膜和斑点中CXCR4的免疫反应强度如所示(G、 小时)和(一、 J型)分别是。注意总CXCR4的免疫反应性(E类)远高于非磷酸化CXCR4(B类). 注意，与未经磷酸酶处理的（−磷酸酶）组（b1–b3、e1–e3和G公司，*P < 0.05，无 = 9，3个胚胎的9个切片，Student t检验），并且VZ-SFR和DG（b1，b3，e1，e3，I，*P）中+磷酸酶组质膜上CXCR4的强度增加 < 0.05，无 = 9，3个胚胎的9个切片，Student t检验）。F、 伞；五、 心室。比例尺 = 100 µm英寸A、 B、C、D、E、和F类; 20 a1–3和d1–3中的µm；10 b1-3、c1-3、e1-3和f1-3中的μm。
图3
图3
CXCR4阳性聚集体与高尔基体标志物GM130的关联(A类和B类)，溶酶体标记LAMP1(C类和天)和中心体标志物γ-微管蛋白(E类和F类)，在齿状迁移流（DMS，A类,C类、和E类)和齿状回（DG，B类,天、和F类)E17.5小鼠。部分CXCR4+聚集物与GM130、LAMP1和γ-微管蛋白免疫反应性接触或重叠（箭头所示）。(G公司)定量分析DMS和DG中与GM130、LAMP1和γ-微管蛋白免疫反应相关的CXCR4+点占总CXCR4+点的比例（n = 3个胚胎中的3、9个切片）。(H（H）)免疫电子显微镜显示CXCR4免疫反应性（黑箭头）位于突起（白箭头）底部的中心体附近（黑色箭头）。比例尺 = 10 µm英寸A–F.
图4
图4
CXCR4拮抗剂AMD3100改变发育中海马的CXCR4表达模式。将AMD3100或载体（对照）注射到E15.5胚胎的端脑侧脑室子宫内，胚胎在取样前一直发育到E18.5。中的装箱区域A1类和地下一层放大了A2–4号和B2–4分别是。在对照小鼠中，观察到CXCR4在心室区（VZ，A1类，2，箭头），以及DMS和DG中单元格的点(A1类，3，4，箭头）。然而，在AMD3100治疗的小鼠中，在VZ、DMS和DG的质膜中观察到所有CXCR4的表达(B1–4层，箭头）。DG，齿状回；F、 伞；海马裂；五、 心室。比例尺 = 50 µm英寸A1类和地下一层; 20 µm英寸A2–4号和B2–4.
图5
图5
CXCR4拮抗剂AMD3100诱导VZ中GCP的早熟分化。将AMD3100或载体（对照）注射到E15.5胚胎的端脑侧脑室子宫内取样前，胚胎一直发育到E18.5。核分配(A–D)和Ki67的免疫反应(F–I型)和NeuroD(K–O型)在VZ中显示。中的装箱区域A、 C、F、H、K、和M（M）放大了B、 D、G、I、L、和N个分别是。在对照中，在VZ中观察到许多Ki67阳性细胞，其代表增殖细胞（箭头F类和G公司)而在AMD3100处理的胚胎中很少观察到这种细胞（H（H）和我). AMD3100治疗组Ki67阳性细胞数量减少(J型，*P < 0.05，学生t检验）。另一方面，在对照胚胎的VZ中很少观察到神经D阳性细胞(K（K）和L（左）)，而在AMD3100处理的胚胎中经常观察到它们（如箭头所示M（M）和N个). AMD3100治疗组神经D阳性细胞数量增加(O（运行），*P < 0.05，学生t检验）。这些结果表明，齿状祖细胞通过抑制CXCR4信号在VZ中提前分化。从3只（对照）或4只（AMD3100处理）动物中的每只动物中计数10个切片。DG，齿状回；F类，伞；海马裂；五、 心室。比例尺 = 100 µm英寸A、 C、F、H、K、和M（M）; 50 µm英寸B、 D、G、I、L、和N个.
图6
图6
CXCR4拮抗剂AMD3100诱导Prox1阳性颗粒细胞前体的分布模式改变。将AMD3100或载体（对照）注射到E15.5胚胎的端脑侧脑室子宫内，并且胚胎在取样之前一直发育到E18.5。(A类,B类)CXCR4和Prox1（E18.5海马颗粒细胞的标记物）的免疫反应性。(A类)在对照组中，Prox1强阳性细胞主要位于齿状回（DG）。(B类)在AMD3100治疗的小鼠中，不仅在DG（箭头），而且在心室区（VZ）和齿状迁移流（DMS，箭头）中观察到Prox1强烈阳性的细胞。(C类)DG、VZ和DMS中Prox1阳性细胞的数量。AMD3100治疗组小鼠VZ和DMS中Prox1阳性细胞的数量显著高于对照组小鼠（*P < 0.05，学生t检验）。两组Prox1阳性细胞总数无显著差异。从5只（对照组）或6只（AMD3100-治疗组）动物中各取10个切片进行计数。F、 伞；海马裂；五、 心室。比例尺 = 50 µm英寸A类和B类.
图7
图7
CXCR4拮抗剂AMD3100诱导海马裂隙周围区（HFSR）GCP异位定位。将AMD3100或载体（对照）注射到E15.5胚胎的侧脑室子宫内，并使胚胎发育至E18.5。(A、 B类)的表达式Gfap公司-海马Cajal-Retizus细胞标志物GFP和p73Gfap公司-GFP小鼠。A1和B1中的方框区域分别在A2和B2中放大。A3和B3分别是A2和B2的三维图像，由10个光学切片重建。p73阳性细胞在对照组和对照组的HFSR中积累(A1–3号)和AMD3100-处理(B1–3层)老鼠。在控制中，只有少数Gfap公司-在HFSR中观察到GFP+细胞（箭头）(A1–3号)，尽管流程从Gfap公司-齿状回（DG，开放箭头）中的GFP+细胞侵入HFSR（白色箭头）。在AMD3100注射小鼠中Gfap公司-HFSR中积聚的GFP阳性细胞(B1–3层，箭头）。(C、 D类)比例Gfap公司-HFSR中的GFP+细胞与HFSR和DG中的相同。显著增加Gfap公司-在AMD3100处理的小鼠中观察到GFP+细胞(C类，*P < 0.05; 学生t-test）。然而，HFSR中p73+细胞的数量在各组之间没有发现差异(天，P = 0.741，学生t检验）。(E–J公司)的属性Gfap公司-HFSR中GFP表达细胞。在对照组和AMD3100治疗组小鼠中，Gfap公司-HFSR中的GFP+细胞（箭头）不表达颗粒细胞标记物Prox1(E类和我)尽管少数GFP阳性细胞表达神经祖细胞标记物NeuroD（F类和J型). 然而，神经干细胞标记物Sox2(G公司和K（K）)和增殖标记Ki67(H（H）和L（左）)以大多数Gfap公司-两组HFSR中的GFP阳性细胞（箭头）。定量分析结果如M所示Gfap公司-GFP+/Sox2+细胞和Gfap公司-AMD3100治疗小鼠中GFP+/Ki67+细胞增加(*P（P） < 0.05，学生t检验）。我们统计了3只（对照组）或4只（AMD3100-治疗组）动物的10个切片。DG，齿状回；F，菌毛；五、 心室。比例尺 = 50 µm英寸A1、B1、和E类–L（左）; 20 µm英寸A2、A3、B2、和地下三层.
图8
图8
一个关于CXCR4在海马发育期间GCL形成中的动力学和功能的假设模型。CXCL12由位于海马裂隙周围区域（HFSR）的Cajal-Retzius细胞分泌。CXCL12分子浓度梯度被认为存在于海马体中，从DG到VZ逐渐降低。众所周知，CXCL12刺激会导致CXCR4的磷酸化和随后的内化。因此，提出的假设如下。在VZ（CXCL12的低水平）中，CXCR4主要存在于质膜上，并部分磷酸化。CXCR4信号可能在维持心室细胞干细胞中起作用。在DMS（CXCL12的中等水平）中，质膜上的CXCR4大部分被磷酸化，部分被内化。内部化的CXCR4通过中心体、高尔基体或溶酶体，并在可能在细胞迁移中发挥作用的地方脱磷酸化。在DG（CXCL12的高水平）中，CXCR4主要被内化，并以靠近中心体、高尔基体或溶酶体的胞内点状结构聚集，也变得去磷酸化。CXCR4因此可以调节颗粒细胞祖细胞的最终定位。
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    1. Altman J，Das GD.大鼠出生后海马神经发生的放射自显影和组织学证据。J.公司。神经醇。1965;124:319–35. doi:10.1002/cne.901240303。-内政部-公共医学
    1. Seki T、Namba T、Mochizuki H、Onodera M。成年大鼠海马神经前体细胞的聚集、迁移和突起形成。J.公司。神经醇。2007;502:275–290. doi:10.1002/cne.21301。-内政部-公共医学
    1. Treves A、Tashiro A、Witter议员、Moser EI。哺乳动物齿状回有什么好处？神经科学。2008;154:1155–1172。doi:10.1016/j.neuroscience.2008.04.073。-内政部-公共医学
    1. Kempermann，G.成人神经发生2：成人大脑中的干细胞和神经元发育。（牛津大学出版社，2011年）。
    1. Snyder JS，Cameron HA。成年海马神经发生与人类行为相关吗？行为。《大脑研究》2012；227:384–390. doi:10.1016/j.bbr.2011.06.024。-内政部-项目管理咨询公司-公共医学

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