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哺乳动物的大脑皮质是一个高度有序的复杂结构,从软脑膜到白质是由不同类型的细胞排列而成的六层结构。在大脑发育过程中,神经元在其出生地侧脑室的室带中产生后,必须要迁移一定的距离到达其最终目的地。第一波迁移神经元最终形成大脑皮质板的最内层,随后产生的神经元会沿着放射状胶质细胞的纤维,逐批次向外迁移抵达大脑皮质的最外层,在这个过程中需要超越已经停止迁移的较早出生的神经元,最终呈现出随神经元产生的时间的早晚“由内而外”逐层排列的格局。在人类中神经元迁移的缺陷可导致许多神经系统疾病,如平滑脑、癫痫、神经退行性疾病以及严重的学习能力障碍等。神经元迁移过程受许多信号通路共同精密调控,其中最典型的就是摇晃蛋白(Reelin)信号通路。在大脑皮质发育过程中,摇晃蛋白是由位于大脑皮质最外层边缘带中的Cajal-Retzius (CR)细胞所合成并分泌的一种细胞外基质大分子糖蛋白。已有研究表明,摇晃蛋白对调控皮层神经元的正确迁移和准确定位是必不可少的。小鼠若缺乏摇晃蛋白,会出现摇晃小鼠(reeler mouse)的表现型,走路摇晃,步态不稳。解剖学研究发现,摇晃小鼠大脑皮质的层状结构发生紊乱,各层的发生形成顺序被逆转,除此之外,神经元树突的形态和朝向都严重受损,一些神经元的极性也发生改变。这些结果表明,摇晃蛋白除了控制神经元的迁移和定位外,还可以影响神经元树突的发育以及极性的形成和维持,但目前摇晃蛋白发挥作用的机制仍不甚清楚。在本研究中,我们首先成功建立了子宫内电击转染实验体系,通过将连接绿色荧光蛋白序列的外源DNA质粒电击转染进入小鼠胚胎孕期14.5天(embryonic day14.5, E14.5)和E17.5的大脑皮质室带中的神经前体细胞中,分别成功标记了大脑皮质发育过程中单个迁移神经元和放射状胶质细胞。已有研究表明,摇晃蛋白表达的时空特异性对发挥其功能非常重要。本研究的第二部分工作是利用子宫内电击转染技术结合摇晃蛋白免疫组化染色首次在体证明了发育大脑皮质边缘带中的摇晃蛋白可以促进迁移神经元和放射状胶质细胞产生分枝。本研究的第三部分工作是利用分子生物学技术成功构建了摇晃蛋白通路信号分子细胞周期分裂蛋白42(cell division cycle42,Cdc42)及其对应的鸟嘌呤核苷酸交换因子(guanine nucleotide exchange factors, GEFs) Dock9(Dedicator of cytokinesis9)的干扰质粒Cdc42-shRNA和Dock9-shRNA,利用子宫内电击转染技术分别下调发育大脑皮质中Cdc42和Dock9的表达。结果表明当神经元内的Cdc42表达降低时,部分神经元的放射状迁移受到影响,迁移出现滞后。而转入Dock9-shRNA干扰质粒的神经元中有19.3%的顶树突朝向了侧脑室方向,出现了类似于摇晃小鼠的表现型,表明下调Dock9导致了神经元树突导向及分化发生了异常。