星形胶质细胞内源性PLD正性调控树突的发育

Defects in dendrite development could contribute to neurological and neurodevelopmental disorders such as schizophrenia, Rett’s syndrome and autism. Recent studies reveal that the astrocytes regulated the dendrite branching,but the mechanisms remain enigmatic. Phospholipase D (PLD), which catalyzes the hydrolysis of phosphatidylcholine (PC) to generate phosphatidic acid (PA) and choline, has emerged as a signal transduction phospholipase. The expression of PLD1, 2 was high in rat cortex astrocytes.Competitive RT-PCR analysis demonstrated a higher level of PLD1 mRNA than PLD2 mRNA. These studies indicated that PLD1, 2 partially contributed to the dendritic branching. Using morphological, molecular and cellular biological and pharmacological methods, we demonstrated that endogenous PLD1, 2 of astrocytes positively regulates dendrite branching. We will study the regulation of dendrite branching through the level of molecule, cell and neural networks. The results will reveal insight into the pathophysiological mechanisms and treatment of neurological and neurodevelopmental disorders.

目前的研究认为多种神经方面的疾病和树突发育缺陷有关，如，精神分裂症，孤独症和瑞格综合征(Retts syndrome)与树突的过度生长相关，据报道，星形胶质细胞参与了树突生长的调控，但是具体机制还不甚清楚。磷脂酶D（phospholipase D）是一个重要的脂类信号分子，主要功能是水解磷脂酰胆碱产生磷脂酸（phosphatidic acid, PA）和胆碱，在大鼠皮层胶质细胞中，PLD1,2的mRNA均高表达，具此，申请人推测胶质细胞的PLD1,2参与了树突发育的调控。我们以体外混合培养大鼠胚胎海马胶质细胞和神经元作为研究模型，初步证实敲除胶质细胞内源性PLD1,2后，可以明显的抑制神经树突的分支，本项目在前期工作的基础上，将从分子，细胞和神经网络水平上深入研究胶质细胞内源性PLD1,2对树突发育的调控作用，研究的结果可能为树突发育障碍相关疾病的治疗带来新的思路和靶点。

已有研究证实星形胶质细胞在神经环路的形成和正常功能的发挥中起非常关键的作用，最近研究表明星形胶质细胞会通过分泌某些信号分子或者通过直接接触的方式参与神经元突起和突触的形成，然后，其具体机制还有待进一步阐明。磷脂酶PLD1，在生理情况下主要是水解磷脂酰胆碱产生胆碱和磷脂酸（PA），已有研究证实，PLD1以及PA都参与神经元突起的发育和维持。在本项目中，我们首先建立了符合生理情况的胶质细胞和神经元的共培养体系，为研究胶质细胞和神经元的相互作用提供了坚实基础；其次，我们通过构建慢病毒敲除和分子生物学等实验证实，胶质细胞源的PLD1通过降解胶质细胞细胞膜的磷脂酰胆碱产生胆碱和磷脂酸；最后，我们证实，磷脂酸分泌到细胞间隙并且通过PKA信号通过调控神经元树突的发育。总之，我们的工作为深入了解脂类代谢在神经元发育中的机制和胶质细胞在神经元发育中的机制提供了理论基础。