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一氧化氮與人胚胎小腦發育關系的研究進展

來源:《中華醫學研究雜志》 作者: 2009-8-24

摘要: 本文結合前人研究結論重點對NO在人胚胎腦發育中的分布及其作用的研究結果進行綜述。 【關鍵詞】 一氧化氮。一氧化氮合酶。人胚胎腦 Advance study on relationship between NO and the development of human fetal brain LU Shen-qin,LIU Xue-hong。...


【摘要】  NO作為化學界的“明星分子”,以其獨特的生物學性質,參與機體的各種生理機能和疾病的形成過程,并且越來越受到人們的關注。本文結合前人研究結論重點對NO在人胚胎腦發育中的分布及其作用的研究結果進行綜述。

【關鍵詞】  一氧化氮;一氧化氮合酶;人胚胎腦

 Advance study on relationship between NO and the development of human fetal brain

    LU Shen-qin,LIU Xue-hong. Medical College of Shaoxing University.Zhejiang 312000,China

    【Abstract】   Nitric oxide (NO) known as "the star member" in the chemistry circles has drawn more and more attention. It participats in many physiological functions and disease formation by it’s special biology nature. This article overviews the distribution and function of NO during the human fetal brain development , combining with the previous research.

    【Key words】  nitric oxide; nitric oxide synthase; human fetal brain

    1980年,Furchgott等在血管內皮細胞中發現了血管內皮舒張因子(endothelium derired relaxing factor,EDRF),能刺激血管平滑肌舒張,而且能介導許多內源性和(或)外源性活性物質的舒血管反應;1987年Palmer等人研究證實EDRF為一氧化氮(nitric oxide,NO),是一種具有生物活性的信息分子。1991年一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)克隆成功。1992年,Science雜志將NO分子選為當年的“明星分子”。目前隨著NO基礎研究的進展,發現NO的生物學作用涉及到眾多學科并參與機體的多種生理機能和疾病的形成過程,現已成為國內外醫學領域研究的熱點和前沿之一。

    1  NO的生物學性質NO是較小的生物活性分子,可自由穿過細胞膜,作用于細胞內的靶分子,內源性NO是由NOS以L-精氨酸和分子氧為底物,催化L-精氨酸的兩個等價胍基氮之一,經5電子氧化反應生成NO和L-瓜氨酸。NO化學性質活潑,半衰期極短,體內半衰期僅為3~5s,可與氧自由基、氫醌、血紅蛋白等結合而被滅活,其最終代謝產物是硝酸鹽和亞硝酸鹽。測量尿中NO3可作為估計NO產生速率的敏感指標;血漿中的S-亞硝基硫醇水平可用來監測病理情況下NO合成的變化。NO是一種具有雙重作用的信息分子,普遍存在于脊椎動物各種細胞中,是細胞間和細胞內信息傳遞的重要調節因子。目前認為NO參與神經分化是通過nNOS/NO/cGMP信號途徑。機體對NO的調節作用,主要是通過對不同NOS的調控來實現的。NOS已在大鼠、小鼠和人的組織中被克隆。有三種類型:神經元型NOS(nNOS)、內皮型NOS(eNOS)和誘導型NOS(iNOS)。前兩型又合稱為結構型NOS(cNOS),為Ca2+依賴型,受細胞內Ca2+濃度的生理性調節,主要存在于神經細胞和內皮細胞。cNOS僅產生少量NO,且存在時間短,發揮舒張平滑肌及神經信號轉導功能的生理作用。人體偏碼nNOS的基因分別定位于12號染色體。也有學者認為nNOS也可以誘導性(inducible)表達,而iNOS在多種類型細胞生理條件下也可作為結構性酶存在[1]。

    2  NO在人胚胎腦發育中的分布及作用nNOS的陽性表達與胚胎發育,神經細胞的分化、遷移、形態演變和生長發育等有密切關系[2,3]。自從1988年Garthwaite等首次闡明NO在小腦顆粒細胞中具有細胞內神經信息物質的作用以來,NOS陽性神經元在人胚胎腦內的分布及功能日益受到國內外學者的重視。有關NOS的陽性神經元在人胚胎發育過程中腦組織細胞中的表達、分布規律的研究,國內外文獻報道較少,且存在爭議[4,5]。Takikawa等報道nNOS陽性神經元可能只表達于人胎第28、 33周大腦和第15、18、23周腦干[4]。李洪英等[5]報道在3~7月齡的人胎大腦皮質和海馬結構中均有nNOS陽性表達,其研究結果較Takikawa等提前2~3周。涂麗莉等[6]報道人胚胎海馬在13周開始有少量nNOS陽性表達,與李洪英等研究結果基本一致。錢雪松等用NADPH組織化學法觀察4~9個月胎齡的人胎小腦皮質內NOS陽性神經元的表達分布狀況,發現胎兒小腦皮質從第7個月齡開始出現NOS陽性神經元表達,大腦皮質從第4個月齡時出現NOS陽性神經元表達[7]。劉學紅等[8]應用免疫組化SABC法對10例人工流產、發育正常的人胚胎標本進行研究,實驗結果與錢雪松等報道存在一定差異。劉學紅等報道人胚胎小腦發育的開始階段,在小腦原基組織細胞中未檢測到nNOS陽性表達;從第12周胎齡開始,nNOS蛋白在人小腦組織細胞及神經纖維中均呈陽性表達,且隨著胎齡的增大,陽性反應逐漸增強。說明人胚胎發育12周以后,小腦內的組織細胞已初步具備合成NOS和分泌NO的能力,NO參與小腦組織內神經元和神經膠質細胞的分化、發育及細胞遷移。綜上所述, NO與人胚胎早期小腦組織細胞的生長發育關系密切。

【參考文獻】
  1 周恩暢,周劍濤.一氧化氮介導細胞凋亡的分子基礎.生命科學,2002,14(3):135-138.

2 Contestabile A, Ciani E. Role of nitric oxide in the regulation of neuronal proliferation, survival and differentiation. Neurochem Int, 2004,45(6):903-914.

3 劉學紅,武永康,邵金貴. 人胎大腸黏膜層nNOS陽性細胞表達的免疫組織化學觀察. 華西醫學,2007,22(2):339-340.

4 Takikawa M, Kato S, Esumi H, et al. Temporospatial relationship between the expressions of superoxide dismutase and nitric oxide synthase in the developing human brain: immunohistochemical and immunoblotting analyses. Acta Neuropathol (Berl), 2001, 102(6):572-580.

5 李洪英,董大翠,張艷. 神經元型一氧化氮合酶在人胎腦的表達. 華中科技大學學報(醫學版),2007,36(2):153-156.

6 涂麗莉,馮定慶,齊威琴,等. 人胎海馬內nNOS神經元的形態學觀察.中國組織化學與細胞化學雜志,2005,14(2):209-212.

7 錢雪松,李陳莉,侯廣棋,等. 人胚胎小腦突觸體素及NOS陽性細胞的觀察. 河北醫科大學學報,1999,20(6):325-328.

8 劉學紅,張金萍,張泳,等. NNOS在人胚胎早期小腦組織中的表達.華西醫學,2008,23(2):320-321.


作者單位:浙江紹興,紹興文理學院醫學院影像技術061班(△組織學與胚胎學教研室)


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