NMDA促进寡突胶质前体细胞(OPC)迁移的作用及机制

发育过程中，神经系统正常髓鞘化的前提之一是寡突胶质前体细胞(OPC)沿轴突的正确定位和分布。在脱髓鞘性疾病中，髓鞘的再生过程也需要OPC向病灶处的迁移和募集。因此，揭示OPC迁移的调控机制具有重要意义。NMDA受体（NR）在神经系统具有多种重要作用，它参与介导了发育过程中胚胎神经元的定向迁移，但尚不清楚NMDA是否能调节OPC的迁移。我们现有的工作提示，NR在OPC细胞上表达并能促进后者的迁移。本研究拟在此基础上，用Boyden Chamber、细胞团块迁移、脑片培养等多种模型确定NMDA促OPC迁移的现象；用RT-PCR、免疫印迹、钙离子成像和膜片钳等方法证实NR在OPC上的表达；用药理学工具药、RNAi、免疫共沉淀、负性基因突变等方法揭示介导促迁移作用的特异NR亚基及细胞内信号通路。通过本研究，深入揭示NMDA促进OPC迁移的作用其内在机制，以期为脱髓鞘疾病的治疗提供新的靶点和思路。

发育过程中，神经系统正常髓鞘化的前提之一是寡突胶质前体细胞(OPC)沿轴突的正确定位和分布。在脱髓鞘性疾病中，髓鞘的再生过程也需要OPC向病灶处的迁移和募集。因此，揭示OPC迁移的调控机制具有重要意义。NMDA受体在神经系统具有多种重要作用，参与神经元的多种生理功能和诸多疾病过程，特别是介导了发育过程 中胚胎神经元的定向迁移和分化。然而，NMDA受体在神经胶质细胞中是否表达，以及它具有何种功能目前尚不清楚。. 本项目是在我们当初预实验观察到NMDA受体在OPC细胞上表达并能促进OPC的迁移的基础上提出的。通过研究小组团队三年的努力，我们很好的完成了既定的研究内容，取得预期的实验结果。我们利用分子生物学电生理学的方法，进一步确认了在体和体外的OPC细胞中均有功能性NMDA受体的表达。并在细胞小室迁移、细胞团块迁移、单细胞迁移，SVZ组织块迁移等多个模型上证明NMDA刺激对OPC的迁移同时具有化学驱动和吸引的作用。这一作用可以被MK-801以及NR2A亚基特异性拮抗剂NVP-AAM077所阻断，但不受NR2B亚基特异性拮抗剂Ro25-6981和AMPA受体拮抗剂CNQX影响。同样，RNAi干扰NR2A而非NR2B，能够消除NMDA的促OPC迁移作用。有趣的是，我们还发现NMDAR能与Rac1特异的鸟苷酸交换因子Tima1相互作用，并且能在NMDA的刺激下导致钙离子依赖性的Tiam1的磷酸化及其下游效应分子Rac1的活化，继而激活ERK信号通路。而且，Tiam1的抑制剂以及基因敲减能够阻断NMDA的促OPC迁移，ERK通路的抑制也有相同效果。更进一步，我们还发现神经元释放的谷氨酸能够以NMDAR依赖的方式促进OPC迁移；谷氨酸免疫活性在脑皮层从SVZ区由内向外呈现出浓度递增的分，而且脑片培养的实验显示，抑制NR2A和Tiam1能明显减弱OPC由SVZ区向皮层板方向的原位迁移。我们的以上结果提示NMDAR通过偶联Tiam1在发育过程中对OPC迁移起到重要的调节。. 在该项目的支持下，目前已在Mol. Endocrinol.(2010), J Biol.Chem (2011), Glia (2012、2013)等杂志发表SCI论文4篇。本人还将该项研究继续深入扩展到NMDAR对OPC分化和髓鞘化/在髓鞘化调控的研究，并获得了自然基金青年-面上连续项目的资助。