分析测试百科网 > 行业资讯 > 技术原理

转录因子Sp9参与神经纹状体苍白球发育过程（一）

2020.5.19

研究人员发现锌指转录因子——Sp9，在LGE祖细胞中广泛表达，对维持有丝分裂期后的纹状体苍白球MSNs至关重要，为我们理解神经元发育过程提供了新的证据。

研究背景

纹状体是基地神经节的重要组成部分，是一类中型多棘神经元（MSNs）。MSNs的两个重要的基地神经节亚型分别是纹状体黑质（直接通路）和纹状体苍白球（间接通路）。纹状体中5%-10%的神经细胞为多棘内在神经元。已有研究发现一些转录因子（TFs）参与纹状体黑质MSNs的形成，但是TFs在纹状体苍白球MSNs形成过程中的作用还不清晰。本研究通过对一个锌指蛋白转录因子Sp9的深入研究，阐述了该转录因子在纹状体苍白球发育过程中的重要作用

研究思路

研究结果

1. Sp9表达模式分析表明其在神经纹状体苍白球中特异表达

为了系统性了解的转录因子Sp9在大脑中表达和功能，研究人员构建了Sp9多克隆抗体和突变体alleles，Sp9-LacZ null allele(Sp9LacZ/+)和Sp9 floxed allele(Sp9Flox/+)。

检测显示，Sp9-LacZ在E10.5期的神经节（GEs）中广泛表达。免疫细胞化学实验和RNA杂交实验表明Sp9 RNA和蛋白在E13.5期的室下区域（SVE）和地幔区域的LGE，MGE和CGE区域广泛表达。同时，在SVE的Sp9+细胞中，神经前体蛋白Ascl1和细胞增殖marker Ki67也有明显表达。在胚胎发育阶段，Sp9在大部分的迁移皮质神经节中表达。

通过构建Sp9-Cre knockin小鼠，研究人员发现Sp9+祖细胞产生了96%以上的皮层中间神经元和VIP（肠血管活性肽）+亚型和几乎所有的纹状体中间神经元。Foxp1是特异性的在有时分裂后期的MSNs细胞中表达，结果显示所有Foxp1+细胞中都有Sp9-Cre表达，表明Sp9-Cre在纹状体黑质和纹状体苍白球MSNs中被激活。此外，研究人员也发现Sp9-Cre在嗅球细胞（OB）中间神经元中表达。

通过Drd2-EGFP转基因小鼠，研究人员构建了Sp9纹状体表达模型小鼠。结果显示，Sp9在胎儿纹状体中强烈表达，一直持续到婴儿时期。在E16.5，P0, P5,P17和P35期的纹状体苍白球中都表达Sp9。该结果表明，在MSNs有丝分裂期后，Sp9特异性地在纹状体苍白球MSNs中特异表达。

2. Sp9突变小鼠中纹状体苍白球MSNs的生成和凋亡受影响

为探究Sp9的生物学功能，研究人员对Sp9 Laz/Laz突变小鼠进行了分析。结果显示，突变体小鼠发育较弱，持续到P7还是发育无力，在P14开始死亡，在P22期已没有存活的小鼠。同时，Sp9突变体小鼠的大脑大小和重量也都比正常的小。

表型分析显示，Sp9突变体小鼠大脑纹状体严重萎缩，在P9期体积是对照的54%。同时，相对于Sp9LacZ/+小鼠，Drd2-EGFP 小鼠中Foxp1+细胞减少57%，Sp9LacZ/LacZ小鼠中，Foxp1+/Drd2-GFP+细胞减少了97%，且在纹状体中非均匀分布。在背内侧纹状体中，Foxp1+/Drd2-GFP+细胞也很难检测到，但出现在了侧纹状体中。对Drd2的原位杂交实验也确认了该类细胞的缺失。此外，突变体小鼠的Enk+细胞严重减少，进一步表明纹状体苍白球MSNs的缺失。只有很少的Drd2-GFP+细胞出现在背侧纹状体中，属于中间神经元亚型。另外，Drd1-GFP在纹状体特异性的在黑质细胞中表达，Sp9LacZ/LacZ突变体中纹状体黑质MSNs的GFP表达并没有明显变化。该结果表明，Sp9突变只影响了纹状体苍白球的发育。