基底前腦巢蛋白免疫陽性神經元研究進展

任新　朱建華

[摘要] 為總結基底前腦巢蛋白免疫陽性神經元的研究成果，探索今后的研究方向。本文對研究基底前腦巢蛋白免疫陽性神經元的文獻，特別是近5年文獻進行分析和綜述。基底前腦巢蛋白陽性神經元是膽堿能神經元的一個亞群；神經元內的巢蛋白不來源于神經前體細胞，而是在神經元分化后再表達；巢蛋白免疫陽性神經元不是新生的神經元，可能是膽堿能神經元一種的功能狀態。因此，基底前腦的膽堿能神經元可分為巢蛋白免疫陽性和陰性神經元，巢蛋白表達對基底前腦神經元功能的影響進值得一步深入研究。

[關鍵詞] 基底前腦；巢蛋白；膽堿能神經元

[中圖分類號] R329 [文獻標識碼] A [文章編號] 2095-0616（2015）01-48-03

[Abstract] To summarize the achievements of nestin immunoreactive neurons in basal forebrain and to explore the future research direction.To study the literature of nestin immunoreactive neurons in basal forebrain，especially to analyze and review the literature of recent five years.Nestin immunoreactive neurons in basal forebrain，which is a subset of cholinergic neurons and may be a kind of functional status of cholinergic neurons but not be neonatal neurons.Nestin of neurons doesn't originated from neural precursor cells，but has expressed after neuronal differentiation.Therefore，cholinergic neurons in basal forebrain could be classified into nestin immunoreactive neurons and negative neurons，the effect of nestin expression on the neuronal function of basal forebrain is worthy of in-depth study.

[Key words] Basal forebrain；Nnestin；Cholinergic neurons

基底前腦存在著一群巢蛋白免疫陽性神經元，這群神經元受到越來越多人的關注，現將其研究進展綜述如下。

1 基底前腦的組成及神經元概況

基底前腦是指位于端腦內側面靠近腦表面一些的灰質結構，主要包括隔核、斜角帶核、杏仁核、Meynert基底核和腹側基底核等[1]，與腦的其他區域沒有明確的界線。其中內側隔核和斜角帶核共同組成隔-斜角帶復合體（medial septum and diagonal band complex，MSDB）。MSDB含有膽堿能神經元、γ-氨基丁酸能神經元、谷氨酸能神經元在內的多種神經元。這些神經元中膽堿能神經元數目最多，對其功能的研究也較深入，認為其與學習記憶功能有關，老年性癡呆患者MSDB的膽堿能神經元明顯減少[2-4]。

2 基底前腦有一群巢蛋白免疫陽性神經元

巢蛋白（nestin）是Ⅵ型中間絲蛋白，由胚胎期

神經前體細胞一過性表達，神經元的分化后停止表達，被其它中間絲蛋白代替。巢蛋白常作為神經前體細胞的特異性標記物，廣泛應用于體內外的神經前體細胞鑒定[5]。在正常成年腦組織中，巢蛋白主要在具有神經發生功能的部位、血管內皮細胞以及激活的神經膠質細胞中表達[6]。

最近發現成年大鼠MSDB和成人的基底前腦區域都有一個連續的巢蛋白免疫反應陽性（nestin-immunoreactive，nestin-ir）的細胞帶。Nestin-ir細胞特異性地分布于MSDB，能表達神經元特異性稀醇化酶和神經元特異性核蛋白[7-8]，但不表達膠質纖維酸性蛋白，而且其大小及形態均與成熟的神經元類似，因此認為此類細胞是成熟神經元[9]。

最初的實驗結果提示基底前腦的nestin-ir神經元是一類獨立于膽堿能神經元、GABA能神經元及谷氨酸能神經元之外的神經元[8-9]。MSDB的nestin-ir神經元能發出纖維到海馬、丘腦及前額葉皮質[9-10]。大鼠MSDB的nestin-ir神經元數量、胞體面積與大鼠的認知功能密切相關[11]。

3 基底前腦nestin-ir陽性神經元研究的新進展

近年，對基底前腦nestin免疫陽性神經元的研究又取得了一些新的進展，如對nestin-ir陽性神經元的化學屬性進行了進一步研究；對nestin-ir陽性神經元電生理特征進行了初步研究；對nestin-ir陽性神經元來源及可塑性進行了探索。

3.1 Nestin-ir陽性神經元的化學屬性鑒定

最初的研究認為nestin-ir陽性神經元是位于基底前腦的一類獨立于膽堿能神經元、GABA能神經元及谷氨酸能神經元之外的獨立的神經元。但Guo等[12]使用免疫熒光雙標及激光共聚焦檢測技術發現，基底前腦的nestin-ir陽性神經元幾乎全部與膽堿能神經元雙標，約占膽堿能神經元的50%。使用單細胞RT-PCR及電生理特征檢測，也證實基底前腦的nestin-ir陽性神經元屬于膽堿能神經元[13]。Hendrickson等[14]的實驗也證實基底前腦的nestin神經元是膽堿能神經元。

3.2 Nestin-ir陽性神經元的電生理特征

使用膜片鉗全細胞記錄技術與單細胞RT-PCR技術證實MSDB的巢蛋白陽性細胞具有典型的成熟神經元的動作電位，從電生理的角度證實了此類細胞為成熟的神經元。巢蛋白陽性神經元表現出慢放電神經元特征，而不是快放電（faster-firing）和簇狀放電（cluster-firing），因而從電生理特征上也證實驗巢蛋白陽性神經元是膽堿能神經元而不是GABA能神經元和谷氨酸能神經元，巢蛋白陽性神經元是膽堿能神經元的一個亞型[12]。與巢蛋白陰性的膽堿能神經元相比，巢蛋白陽性的膽堿能神經元具有較大的超極化激活的內向電流（Ih）及較大的興奮性突觸后電流。提示巢蛋白陽性和陰性的膽堿能神經元在學習記憶過程中可能具有不同的功能[13]。

3.3 Nestin-ir陽性神經元發育神經生物學

Guo等[15]通過免疫熒光雙標的方法研究了基底前腦巢蛋白、膽堿乙酰轉移酶（choline acetyl transferase，ChAT）和小清蛋白（parvalbumin，PV）陽性神經元在出生后的表達模式。發現ChAT在出生后1天即開始表達，而PV在較晚出現，約在出生后16天開始表達。巢蛋白在出生后9天開始表達，并在出生后的整個發育過程中與同一區域的部分ChAT陽性神經元重疊。研究結果進一步提示巢蛋白陽性神經元是膽堿能神經元的一個亞群，但巢蛋白陽性和陰性的膽堿能神經元有不同的出生后表達模式。神經元內的巢蛋白不是直接來源于神經元前體細胞，而是在神經元分化后再表達的。

3.4 巢蛋白陽性神經元的來源探索

為探索基底前腦巢蛋白免疫陽性神經元的來源，朱丹青等[16]研究了巢蛋白免疫陽性神經元與5-乙炔基-2脫氧尿嘧啶核苷（EdU）陽性細胞、巢蛋白免疫陽性神經元與雙皮質素（doublecortin，DCX）陽性神經元的關系。發現EdU陽性細胞主要分布于海馬齒狀回及側腦室的室管膜及室管膜下區的細胞，在內側隔核、斜角帶核等區域無明顯的EdU陽性細胞，巢蛋白免疫反應陽性神經元與EdU陽性細胞無共定位表現。巢蛋白免疫反應陽性神經元與雙皮質素陽性神經元之間無雙標。由于EdU是胸腺嘧啶核苷的類似物，能在細胞增殖期替代胸腺嘧啶滲入正在復制的DNA分子中[17-18]，而DCX只在新生的神經元中表達。因此，實驗提示基底前腦巢蛋白免疫反應陽性神經元不是新生的神經元，可能是成熟膽堿能神經元的一種功能狀態。可能是巢蛋白表達使膽堿能神經元產生了特殊的功能。通過腹膜腔給大鼠連續注射BrdU（75mg/kg）28d，在基底前腦的NESs中未發現BrdU免疫陽性，但在大鼠的SVZ、吻側遷移流及SGZ檢測到BrdU強陽性，也說明基底前腦的NENS不是新生神經元[14]。

3.5 巢蛋白陽性神經元纖維投射及損傷研究

趙宇紅等用快藍注射法追蹤基底前腦巢蛋白陽性神經元向嗅球的纖維投射及嗅神經損傷對基底前腦巢蛋白陽性神經元影響，發現約53.6%的基底前腦膽堿能神經元投射到嗅球，MS及vDB的巢蛋白陽性神經元在嗅神經損傷后具有代償功能[19]。嗅神經元損傷后巢蛋白陽性神經元數目的下降要緩慢于巢蛋白陰性神經元。提示與巢蛋白陰性神經元相比，巢蛋白陽性神經元對于損傷有更強的耐受性。Yu等[20]的研究則提示，巢蛋白陽性神經元對于秋水仙堿的損傷有更強的耐受性。但Hendrickson等[13]的研究則發現巢蛋白表達對192-皂草素引起的神經損傷無保護作用。因此，需要更多的研究來證實巢蛋白表達對神經元功能的影響。

4 展望

最新的研究改變了當初對于巢蛋白陽性神經元化學屬性的認識，證實了基底前腦巢蛋白陽性細胞是成熟的神經元，屬于膽堿能神經元。這種神經元具有較大的超極化激活的內向電流和興奮性突觸后電位，可能在學習記憶過程中具有不同的功能。神經元內的巢蛋白不是直接來源于神經前體細胞，而是在神經前體細胞分化后再表達的。巢蛋白陽性神經元也不是新生神經元，而是膽堿能神經元的一種功能狀態，可能是巢蛋白表達使膽堿能神經元產生了特殊的功能，使其具有更強的神經可塑性。雖然我們對巢蛋白陽性神經元有了一定的了解，但仍有很多迷團需要打開，特別是巢蛋白表達對神經元功能的影響，以及我們能否通過調控基底前腦神經元巢蛋白的表達來改變神經元的功能，改善學習記憶等。

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（收稿日期：2014-11-03）