2024年3月21日发(作者:二手英菲尼迪)

神经损伤与功能重建?2013年11月?第8卷?第6期 

DOI 10.3870/ ̄ssq.2013.06.009 

?

421 

论著? 

NMDA受体NR2B基因对海马成年新生神经元 

生存的影响 

李志军,唐娜 

摘要目的:研究NMDA受体NR2B基因对海马成年新生神经元生存的影响。方法:通过Cre—loxp重组酶 

作者单位 

华中科技大学同济医 

学院附属同济医院神 

系统构建NMDA受体NR2B亚型基因单细胞敲除模型。观察NR2B基因敲除神经元的存活情况及其形态 

发生。结果:在逆转录病毒注射后7、17、28、56d,NR2B 小鼠中,成年海马新生神经元生存比例在各观察时 

间点一致,与同组野生型神经元无显著性差异。NR2B基因敲除神经元神经元大体形态分化发育与野生型 

神经元类似,但在17、28 d时顶端树突上的棘突发生显著减少(_P<O.O1)。结论:NMDA受体NR2B亚型基 

因敲除对海马成年新生神经元生存无显著性影响,但可影响突触发生。 

关键词成年神经发生;NMDA受体NR2B亚型;选择性生存;突触发生 

中图分类号R741;R741.02文献标识码A 文章编号1001—117X(2013)06—0421.05 

The Role of NR2B-containing NMDA Receptors in Selective Survival in the Hippocampal 

Adult—born Neurons LIZhi-jun,TANGNa.DepartmentofNeurology,TongfiHospital,Ton由iMedical Col— 

lege,HuazhongUniversityofScience andTechnology,Wuhan430010,China 

Abstract Objective:To investigate the effects of conditional NR2B knock out on selective survival of the 

adult—born granule cells generated rfom subgranule zone(SGZ)in the hippocampus.Methods:Using retroviral 

genetic labeling approaches to mark the adult born neurons with GFP/Cre,the survival of the adult bom neurons 

was evaluated by hte ratio of CreTCre。granule cells at diferent time points after viral injection in both the wT 

and NR2B transgenic mice.The development of the newborn neurons was also observed.Results:The ratio of 

hte CreYCre granule cells in the dentate gyrus was constant in the both WT and NR2B ̄transgenic mice at all 

the time points.Meanwhile,there was no statistical diference in survival ratio between the diferent genotypes 

(WT and NR2B ̄n mice)at each time point.The development of the NR2B—depletion neurons is similar to that in 

the WT neurons,however synaptogenesis was reduced significantly at 1 7 and 28 api (P<0.0 1).Conclusion: 

NR2B—containing NMDA receptors are not required for selective survival of the hippocampal adult bom granule 

cells,but ofr the synaptogenesis. 

Key words adult neurogenesis;NR2B—containing NMDA receptors;selective survival;synaptogenesis 

成年神经发生持续出现在哺乳动物中 同样的生存规律值得深入探讨。本研究利用 

枢神经系统侧脑室旁的脑室管膜下区(sub— 

海马成年新生神经元NR2B基因敲除模型, 

ventficular zone,SVz)和海马齿状回颗粒下 

观察不同时间点NR2B基因敲除对成年新 

层(subgranular zone,SGZ)。NMDA受体 

生神经元生存的影响。 

NR2B基因在新生神经元突触可塑性的调 

l材料与方法 

节方面起重要作用[ 捌,参与某些类型的学习 

1.1材料 

和记忆 。以往研究发现,NMDA受体NR1 

1.1.1实验动物经基因型鉴定后的清洁级 

亚型通过信息特异性的方式调控海马成年 

成年健康NR2B ̄fl转基因小鼠 9](NR2B基 

新生神经元的选择性生存 ;新近研究也发 

因被loxp序列标记),C57BL/6野生型(wild 

现,NMDA受体NR2B亚型在起源于SVZ 

type,WT)d'鼠(由同济医学院实验动物中 

的嗅球成年新生神经元的生存、整合及兴奋 

心提供),体质量20~30 g。 

性神经网络的建立中起着不可替代的作 

1.1.2实验试剂及材料逆转录病毒载体 

用【8J。因此,NMDA受体NR2B亚型在发源 

Moloney—RSV—pGFP:T2aCre,Monoley-NLS- 

于海马SGZ的成年新生神经元中是否遵循 

mCherry(由Dr.WolfgangKelsch馈赠);异 

经内科 

武叔430030 

基金项目 

国家自然科学基金青 

年基金(No.81000537) 

收稿日期 

2013—10.08 

通讯作者 

李志军 

silled@126.com 

422 Neural Iniurv And Functional Reconstruction.November 20l3。Vo1.8。No.6 

氟烷(购于美国Baxter公司);兔抗EGFP 

抗工作液(兔抗EGFP 1:1 000)4℃孵育 

(购于美国Invitrogen公司);Alexa.488抗 

16~18 h;加入二抗工作液(Alexa一488抗兔 

 000),室温摇床孵育1 h。中间步骤均 

兔,辣根酶标记的工作液A+B(购于美国 

1:1

Vector Laboratories公司);德国Kopf921立 

以1xPBS摇床漂洗,10 min/次×3次。免 

体定位仪。 

1.2方法 

疫组织化学DAB染色:组织漂片(150 bm) 

于3%H2O2室温处理20~25 min。 

1.2.1海马成年新生神经元NR2B基因敲 

2%TritonX100室温破膜1 h,5%BAS+ 

除模型制作 】运用逆转录病毒基因标记 

0.2%TritonX100室温封闭1 h。一抗工作液 

 000)4℃孵育24 h;生物 

技术,利用Cre—loxp重组酶体系,建立海马 

(兔抗EGFP 1:1

成年新生神经元单细胞NR2B基因敲除模 

型。逆转录病毒载体Moloney.RSV-pGFP: 

T2aCre:带有一个来源于Rous sarcoma 

viers内源性启动子RSV;pGFP与Cre基因 

由T2a序列连接,T2a序列保证GFP基因 

与Cre基因的同时高效率表达[埘。逆转录病 

毒注射人SGZ,Cre酶激活时,感染带有 

loxp打靶基因NR2B的神经祖/母细胞, 

Cre.1oxp重组酶系统工作,从而产生海马新 

生单细胞NR2B基因敲除模型。当Cre在 

NR2Wvn转基因小鼠海马齿状回表达后, 

GFP 神经元为NR2B基因敲除海马新生神 

经元,GFP一神经元为同年龄的wT海马新 

生神经元。将逆转录病毒RSV pGFP: 

T2aCre注射人NR2Bfl/lf小鼠海马齿状回 

SGZ后7 d观察GFP的表达。免疫荧光标 

记为GFP(绿色)阳性神经元即为发生Cre 

重组的新生神经元,为海马NR2B基因敲除 

新生神经元。 

1.2.2小鼠海马齿状回立体定位注射异 

氟烷0.5 mL/100 g吸入麻醉,固定小鼠于立 

体定位仪上。麻醉及手术期间用加热毯持续 

加热,保持体温37~37.5℃。根据SGZ立体 

坐标定位(前囟向后2 mm,旁开1.3 mm,深 

1.8 mm),用牙科钻钻孔,在双侧海马各注射 

1 mL病毒。 

1.2_3组织漂片制作和免疫组织化学染色 

在逆转录病毒注射后相应的时间点经心脏 

4%多聚甲醛灌注取脑。震荡切片机于海马 

连续冠状切片,50 Ixm层厚,每隔6层为一 

个系列。同一系列用于免疫组织化学染色: 

组织漂片于2%TritonX100室温破膜1 h。 

5%BAS+0.2%TritonX100室温封闭1 h。 

素标记的抗兔二抗(1:500),室温孵育4 h。 

辣根酶标记的工作液A+B各1:500+1% 

TritonX100用1xPBS稀释,孵育2~3 h。滴 

加DAB工作液200 L(5 mg/mLDAB)+ 

800 L PBS+0.67 IxL30%H2O2,显色满意 

后以PBS终止反应。 

1.2.4 NR2B基因敲除海马新生神经元生存 

比例计算嘲将逆转录病毒Moloney.palm 

GFP:T2aCre和Monoley—NLS-mCherry以 

1:1比例混合,注射人小鼠海马SGZ。混合 

病毒中的mCherry用于标记同年龄的新生 

神经元作为对照。NR2Ww转基因小鼠中, 

Cre (GFP阳性或GFP与mCherry双标阳 

性)提示Cre发生重组的神经元,为NR2B 

基因敲除神经元;Cre一(mCherry阳性)为同 

年龄对照的wT神经元。而在wT小鼠,因 

无loxp打靶基因,Cre 与Cre~神经元均为 

对照。计算不同时间点Cre+/Cre一比例。同时 

通过shol1分析来计算新生神经元顶端树突 

上棘突密度『13]。 

1_3统计学处理 

采用GraphPad Prism 5和SPSS for 

Windows统计软件处理数据,结果以(x---s) 

表示,AVNOA分析,t检验,P<0.05为差异 

有统计学意义。 

2结果 

2.1 NR2B基因敲除对海马成年新生神经 

元生存的影响 

在逆转录混合病毒注射后的7、17、28、 

56 d,在wT小鼠和NI Bn/n小鼠中成年 

新生Cre+/Cre一颗粒细胞的比例基本保持一 

致,各时间点之间未见显著性差异:wT小 

鼠[F(3,89)=0.493,P=0.6881;NR2B 小 

424 Neural Injury And Functional Reconstruction,November 2013,Vol,8 ̄No—.6— 

经元的生存几乎没有可观察到的影响。与此 

在海马的角色扮演也许是引起某些潜在的 

同时,海马NR2B基因敲除成年新生神经元 或临床下的功能障碍,而绝非生存选择,尚 

分化成熟大体形态均无明显影响。嗅球和海 

需进一步的研究来证实此论断。 

马中NR2B基因敲除成年新生神经元产生 

参考文献 

不同命运的原因,笔者推测:最主要的是由 

【1】Ge S,Yang CH,Hsu KS,et a1.A critical period 

于两种成年新生神经元具有截然不同的发 

for enhanced synaptic plasticity in newly generated 

育整合特点、电生理特性以及突触连接。在 

neurons of the adult brain[J].Neuron,2007,54: 

嗅球,颗粒细胞占90%以上【 ;成年新生神 

有成熟神经元参与嗅球的记忆与学习[16]。而 

在海马新生颗粒细胞补充式加入到齿状回 

网络,只有小部分原有的颗粒细胞被新生细 

胞取代,随着时间增长,海马内的颗粒细胞 

数目会逐步增加。此外,嗅球颗粒细胞是无 

轴突GABAergic抑制性中间神经元,在发 

559—566. 

2】Liu L,Wong TP,Pozza MF,et a1.Role ofNMDA 

经元是替代式的加入原有神经网络,取代原 

receptor subtypes in governing the direction of hip— 

pocampal synaptic plasticiy『tJ].Science,2004,304: 

1021-1024. 

[3】Abraham NM,Egger V,Shimshek DR,et a1. 

Synaptic inhibition in the olfactory bulb accelerates 

odor discrimination in mice[J】_Neuron,2010,65: 

399-4l1. 

育成熟的过程中只有获得完全的突触连接 

[4]Kee N,Teixeira CM,Wang AH,et a1.Preferential 

后在第5阶段时才能产生动作电位 ,释放 

incorporation of adult—generated granule cells into 

GABA到突触间隙,局部抑制突触后神经 

spatial memory networks in het dentate gyms【JJ.Nat 

元。海马颗粒细胞是有轴突glutamatergic兴 

Neurosci,2007,10:355—362. 

奋性中间神经元,在发育早期阶段(1 d)即 

可见动作电位发放[18],而后经历慢速 

GABAergic树突信号输入--- ̄glutamatergic 

[5]Magavi SS,Mitchell BD,Szentirmai O,et a1. 

Adult—born and preexisting olfactory granule neurons 

undergo distinct experience—dependent modiicatifons 

传人性输人一胞体周围快速GABAergic突 

触形成,并通过释放谷氨酸和GABA与其 

of their olfactory responses in vivo【JJ.J Neurosci, 

2005,25:10729—10739. 

相应的投射神经元作用。因此,不同的生理 

特点决定了NR2B基因敲除在嗅球和海马 

新生神经元中产生的不同影响。 

[6]Tashiro A,Makino H,Gage FH.Experience—spe— 

cific functional modification of the dentate gyrus 

through adult neurogenesis:a critical period during an 

imma ̄e stage[J].J Neurosci,2007,27:3252—3259. 

研究发现,神经活性输入在新生神经元 

[7】Tashiro A,Sandier VM,Toni N,et a1.NMDA—re— 

的存亡中起着决策性的作用[7}81。NR2B通过 

ceptor—mediated,cell—speciic ifntegration of new neu— 

影响棘突发生、突触正常功能的建立而影响 

rons in adult dentate gyrus[J]_Nature,2006,442: 

神经活性的输入,从而导致嗅球新生神经元 

因敲除同样影响棘突发生、突触功能的正常 

建立。但海马接受神经活性输入的途径众 

多:B1阶段的新生神经元与门区的苔藓细 

胞以及中间神经元的持续相互作用,B2阶 

段与CA3锥体细胞的突触连接,导致不同 

的突触伙伴依赖(target.dependent)的细胞 

929—933. 

8】Kelsch W,Li Z1 Eliava M,et a1.GIuN2B—contain— 

的死亡183。在海马,本研究观察到NR2B基 

ing NMDA receptors promote wiing of adulrt—born 

neurons into olfactory bulb circuits[J1.J Neurosci, 

2012,32:12603-1261 1. 

[9】von Engelhardt J,Doganci B,Seeburg PH,et aI. 

Synaptic NR2A?-but not NR2B--containing NMDA re.. 

ceptors increase with blockade of ionotropic glutamate 

receptors[J].Front mol neurosci,2009,2:19—19. 

生存方式[14 。因此即使NR2B基因敲除影 

[10】李志军,何丽琳,易陈菊.成年新生神经元 

响到部分突触形成,神经活性下降,但海马 

NMDA受体NR2B亚型基因条件性敲除模型建立 

新生神经元可通过其它途径获得神经信息, 

[J].神经损伤与功能重建,2013,8:1-4. 

从而获得继续存活的机会。NR2B基因敲除 

[11]李志军,易陈菊,唐娜.NMDA受体NR2B亚 

2013年l1月?第8卷?第6 

型基因对海马成年新生神经元形态发生的影响[J] .

[16]Imayoshi I,Sakamoto M,Ohtsuka T,et a1.Roles 

中西医结合心脑血管病杂志,2012,10:1495—1497. 

of contniuous neurogenesis in the structural and func. 

[1 2】Tetefina NL,Levenson EA,Ehrenfeld E.Viable 

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polioviruses that encode 2A proteins with fluorescent 

2008,11:1153—1161. 

protein tags[J].J Virol,2010,84:1477.1488. 

[17】Carleton A,Pe ̄eanu LT,Lansford R,et a1.Be— 

[13】Sholl Da.Dendritic organization in the neurons 

coming a new neuron ni the adult olfactory bulb[J]. 

ofthe visual and motor cortices ofthe cat[J].J Anat, 

Nat Neurosci,2003,6:507-518. 

1953,87:387-406. 

[1 8]Esp6 sito MS,Piatti VC,Laplagne DA,et a1. 

【14]Zhao C,Teng EM,Summers RG Jr,et a1.Dis. 

Neuronal differentiation in the adult hippocampus re— 

tinct morphological stages of dentate granule neuron 

capitulates embryonic development[J】.J Neruosci, 

maturation in the adult mouse hippocampus[J].J 

2005,25:10074—10086. 

Neurosci,2006,26:3-1 1. 

【1 9]Oppenheim RW.Cell death during developmetn 

[15]Kelsch W,Sim SY,Lois C.Watching synaptoge- 

ofthe nervous system[J】.Annu Rev Neurosci,1991, 

nesis in hte adult brain[J].Annu Rev Neurosci,20 1 0, 

14:453.50I. 

33:1 3】.】49 

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消息? 

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《神经损伤与功能重建》编辑部 

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