HMGB1在神经管发生中的作用及机制研究

神经管是中枢神经系统的原基，其发生和分化是脑和脊髓正常发育的前提。高迁移率族蛋白B1（HMGB1）在胚胎发育过程中参与细胞识别、神经嵴细胞迁移、轴突生长等过程。本课题组前期研究发现，金黄地鼠胚胎神经管发生过程中HMGB1高表达，高温致神经管畸形的胚胎HMGB1 mRNA及蛋白表达均降低，由此推测HMGB1的表达与神经管发生密切相关。本项目结合已有的工作基础，采用全胚胎培养、胚胎电转及RNA干扰等技术，探讨HMGB1低表达对神经管发生的影响及作用机制，揭示HMGB1与神经管畸形发生的关系，为探索防治神经管畸形的措施提供实验依据。

神经管发生是一个建立中枢神经系统原基的重大胚胎事件，是指从神经板出现到神经沟闭合的胚胎发育过程。在此过程中，只有及时准确地闭合形成神经管，神经系统才能正常发育，否则将出现神经管畸形。高迁移率族蛋白B1（HMGB1）在胚胎发育过程中参与细胞识别、神经嵴细胞迁移、轴突生长等过程。本课题组采用细胞培养、胚胎电转、慢病毒转染、RNA干扰、免疫荧光染色和荧光定量PCR等分子生物学方法，研究了HMGB1与神经管发育和神经管畸形发生的关系及分子机制。研究结果发现：（1）HMGB1/RAGE通路与神经管发育密切相关，HMGB1及受体RAGE转录水平下降可能是神经管畸形发生的一个关键环节。（2）HMGB1通过调控细胞增殖相关基因PCNA以及神经元分化相关基因Tuj-1 、Ngn1促进神经管的神经发生，神经管畸形发生过程中上述信号表达水平下降。（3）HMGB1下游MAPK-NF-κB信号通路参与神经管发育的全过程，其中调控细胞增殖的JNK/P38-NF-κB信号表达下调可能是神经管畸形发生的一个重要原因。（4）HMGB1低表达后神经管神经干细胞增殖减弱，且HMGB1的缺失抑制神经干细胞向神经元分化，促进其向胶质细胞分化，进而导致神经管的异常发育。（5）HMGB1低表达后下调神经管神经干细胞MAPK-NF-κB信号通路，是导致神经管细胞增殖和向神经元分化受到抑制的主要原因。结果表明，HMGB1及其下游信号通路对于神经干细胞的生长具有促进作用，对神经管的正常发育及形成具有重要意义。