成年小鼠VE-cadherin阳性表达神经前体细胞可补充黑质多巴胺能神经元

doi:10.4103/1673-5374.219050

摘要/Abstract

摘要：

黑质多巴胺能神经元丢失会导致帕金森病患者运动功能障碍，为了找到可弥补丢失的神经元的方法，有必要了解成体大脑黑质多巴胺能神经元是如何得到补充的。最近的研究已经通过检测Nestin+/Sox2-神经前体细胞，证实了这些神经元的成年神经发生。实验试图进一步验证这一发现，并探索这些前体细胞的潜在非典型起源。由于神经前体细胞与脑的脉管系统关系紧密，并且内皮细胞亚群表现为Nestin阳性，我们假设多巴胺能神经前体细胞可能脑内皮细胞为共享细胞系。因此，实验采用VE-钙粘蛋白启动子驱动的CRE^ERT2:TH^lox/lox转基因小鼠，以去除成年动物内皮细胞中酪氨酸羟化酶基因功能。26周后，VE-钙粘蛋白（VE-cadherin）阳性细胞中酪氨酸羟化酶基因表达被抑制，黑质中酪氨酸羟化酶阳性神经元显著减少。该遗传谱系追踪研究的结果表明，成年小鼠多巴胺能神经元可能由内皮细胞谱系来源的VE-钙粘蛋白阳性前体细胞所补充。

orcid:0000-0002-6356-7149(Brad E. Morrison)

关键词: 神经再生, 神经前体细胞, 成体神经发生, 多巴胺能神经元, 内皮细胞, 黑质, 帕金森病

Abstract:

The function of dopaminergic neurons in the substantia nigra is of central importance to the coordination of movement by the brain’s basal ganglia circuitry. This is evidenced by the loss of these neurons, resulting in the cardinal motor deficits associated with Parkinson’s disease. In order to fully understand the physiology of these key neurons and develop potential therapies for their loss, it is essential to determine if and how dopaminergic neurons are replenished in the adult brain. Recent work has presented evidence for adult neurogenesis of these neurons by Nestin+/Sox2– neural progenitor cells. We sought to further validate this finding and explore a potential atypical origin for these progenitor cells. Since neural progenitor cells have a proximal association with the vasculature of the brain and subsets of endothelial cells are Nestin+, we hypothesized that dopaminergic neural progenitors might share a common cell lineage. Therefore, we employed a VE-cadherin promoter-driven CREERT2:THlox/THlox transgenic mouse line to ablate the tyrosine hydroxylase gene from endothelial cells in adult animals. After 26 weeks, but not 13 weeks, following the genetic blockade of tyrosine hydroxylase expression in VE-cadherin+ cells, we observed a significant reduction in tyrosine hydroxylase+ neurons in the substantia nigra. The results from this genetic lineage tracing study suggest that dopaminergic neurons are replenished in adult mice by a VE-cadherin+ progenitor cell population potentially arising from an endothelial lineage.

Key words: nerve regeneration, neural progenitor cells, adult neurogenesis, endothelial cells, substantia nigra, dopaminergic neurons, Parkinson’s disease, mouse model

. 成年小鼠VE-cadherin阳性表达神经前体细胞可补充黑质多巴胺能神经元[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2017, 12(11): 1865-1869.

Abir A. Rahman, Nathan K. Lai, Joshua E. Albright, Paige E. Urquhart, Abby R. Webb, Brad E. Morrison. Nigral dopaminergic neuron replenishment in adult mice through VE-cadherin-expressing neural progenitor cells[J]. Neural Regeneration Research, 2017, 12(11): 1865-1869.

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引言

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延伸阅读

Neural Regen Res：成体多巴胺能神经前体细胞来源于内皮细胞系？

对多巴胺能神经元的成人神经发生一直存在争议。以往关于多巴胺能神经元成体神经发生的研究使用的标志物标记期较短，降低了慢性再生率的检测能力。为了避免这些潜在的缺陷，美国博伊西州立大学的Abir A. Rahman等的建立了一个转基因小鼠系统，利用遗传细胞谱系追踪26周内成体神经再生情况。

越来越多的证据显示神经前体细胞来源于特定的内皮细胞。与多巴胺能神经元相似，内皮细胞亚群可产生多巴胺。有研究显示，小鼠神经前体细胞当与内皮细胞共同培养时，可分化成能够形成毛细血管网的内皮细胞。

Rahman等采用VE-钙粘蛋白启动子驱动的CRE^ERT2:TH^lox/lox转基因小鼠，以去除成年动物内皮细胞中酪氨酸羟化酶基因功能，以探索Nestin⁺/Sox2^-神经前体细胞的潜在非典型起源。实验发现26周后，VE-钙粘蛋白（VE-cadherin）阳性细胞中酪氨酸羟化酶基因表达被抑制，黑质中酪氨酸羟化酶阳性神经元显著减少。由此认为成体多巴胺能神经前体细胞来源于内皮细胞系，缺失的多巴胺能神经元可能由内皮细胞谱系来源的VE-钙粘蛋白阳性前体细胞所补充。该研究成果将为找到可弥补帕金森病患者大脑黑质丢失的多巴胺神经元的治疗方法提供了可能性。

上述研究结果发表于《中国神经再生研究（英文版）》杂志2017年第11期。

Article: "Nigral dopaminergic neuron replenishment in adult mice through VE-cadherin-expressing neural progenitor cells" by Abir A. Rahman1, Nathan K. Lai2, Joshua E. Albright2, Paige E. Urquhart2, Abby R. Webb2, Brad E. Morrison1, 2 (1 Department of Biological Sciences, Boise State University, Boise, ID, USA; Biomolecular Ph.D. Program, Boise State University, Boise, ID, USA; 2 Department of Biological Sciences, Boise State University, Boise, ID, USA)

Rahman AA, Lai NK, Albright JE, Urquhart PE, Webb AR, Morrison BE (2017) Nigral dopaminergic neuron replenishment in adult mice through VE-cadherin-expressing neural progenitor cells. Neural Regen Res 12(11):1865-1869.

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