細(xì)胞黏附在哺乳動物聽覺感受器發(fā)育中的作用.pdf

1、目的：平面細(xì)胞極性調(diào)節(jié)耳蝸發(fā)育中蝸管的延伸和毛細(xì)胞的有序排列。本實驗我們描述了細(xì)胞黏附分子與細(xì)胞形態(tài)和幾何形狀的變化關(guān)系,探討細(xì)胞黏附在哺乳動物聽覺感受器發(fā)育終末分化過程中平面細(xì)胞極性信號途徑匯聚伸展過程中的作用。
　　 方法：本實驗以對照鼠,P120基因條件性敲除鼠和平面細(xì)胞極性蛋白looptail突變鼠為實驗對象。應(yīng)用基底膜鋪片和免疫熒光組織化學(xué)技術(shù)分析小鼠耳蝸發(fā)育重要時期,胚胎E14.5天耳蝸聽覺感受器上皮細(xì)胞形態(tài)的改變,

2、以及在E14.5和E18.5天細(xì)胞黏附相關(guān)蛋白和平面細(xì)胞極性蛋白之間的定位分析,選擇細(xì)胞黏附重要因子P120連環(huán)蛋白在內(nèi)耳特異性條件敲除小鼠為模型,分析p120基因在耳蝸特異性敲除后胚胎E14.5天和E18.5天表型的改變,并分析比較突變小鼠和野生型小鼠耳蝸上皮E-一鈣粘蛋白,平面細(xì)胞極性相關(guān)蛋白Vangl2和Fzd3的表達(dá)情況,同時比較平面細(xì)胞極性重要基因Vangl2純合缺失突變型小鼠(Lp/lp)和野生型小鼠耳蝸上皮E-鈣粘蛋白,P

3、120連環(huán)蛋白和Fzd3表達(dá)情況。
　　 結(jié)果：①在耳蝸終末分化期,耳蝸蝸管上皮細(xì)胞形態(tài)從頂周到底周發(fā)生有規(guī)律的變化,一個重要特點(diǎn)是細(xì)胞長軸的方向發(fā)生規(guī)律變化,在頂周,上皮細(xì)胞的長軸方向定位于從中間到外側(cè)這個方向,但是在底周,細(xì)胞長軸方向多數(shù)轉(zhuǎn)向與從中間到外側(cè)垂直的方向;總得說來,在E14.5天耳蝸底周毛細(xì)胞感覺區(qū)域明顯變窄,這是耳蝸終末分化開始于該區(qū)域?qū)е?細(xì)胞形態(tài)和幾何形狀變化以及耳蝸管長度和寬度的變化規(guī)律均支持了耳蝸Cor

4、ti器在終末分化過程中發(fā)生了匯聚伸展這一重要的生物學(xué)事件。②P120連環(huán)蛋白與E-鈣粘蛋白,平面細(xì)胞極性蛋白Vangl2和Fzd3在耳蝸上皮細(xì)胞中共表達(dá):③p120基因在耳蝸特異性敲除后表現(xiàn)型的改變,在胚胎E14.5天耳蝸分化初期,主要表現(xiàn)為耳蝸上皮匯聚伸展的異常,露腦畸形,耳蝸蝸管變寬;在胚胎E18.5天分化終期,主要表現(xiàn)為耳蝸上皮匯聚伸展的異常,露腦畸形,耳蝸蝸管變短,基底膜鋪片染色顯示耳蝸從底周到頂周內(nèi)、外毛細(xì)胞排列紊亂,有多余的

5、內(nèi)、外毛細(xì)胞,但是毛細(xì)胞靜纖毛束極性排列基本正常:④p120基因在耳蝸特異性敲除后耳蝸上皮E-鈣粘蛋白表達(dá)基本檢測不到,平面細(xì)胞極性相關(guān)蛋白Vangl2和Fzd3在耳蝸上皮細(xì)胞非對稱極性分布存在,但是胞膜表達(dá)同時也有降低,尤其是Fzd3降低明顯;⑤平面細(xì)胞極性基因Vangl2純合缺失突變型小鼠耳蝸上皮平面細(xì)胞極性基因Fzd3表達(dá)消失,E-鈣粘蛋白在某些細(xì)胞連接處消失或減少,其表達(dá)層次略高于對照組,P120連環(huán)蛋白表達(dá)稍減少。
　　

6、 結(jié)論：①耳蝸上皮終末分化的過程中細(xì)胞和細(xì)胞的連接及幾何形態(tài)發(fā)生明顯的變化,這種變化與匯聚伸展細(xì)胞形態(tài)的變化是一致的。細(xì)胞黏附分子與平面細(xì)胞極性蛋白在胞膜共表達(dá),說明細(xì)胞黏附分子與PCP蛋白相互有作用。②在P120突變鼠中,E-鈣粘蛋白消失和PCP相關(guān)膜相關(guān)蛋白減少是由于匯聚伸展異常導(dǎo)致。③在PCP突變鼠中,非對稱分布的PCP膜相關(guān)蛋白的消失,導(dǎo)致了匯聚伸展和靜纖毛極性的異常。④總之,平面細(xì)胞極性膜相關(guān)蛋白,通過非對稱性極性分布在細(xì)胞

7、膜特定位置,為細(xì)胞與細(xì)胞黏附提供了方向,導(dǎo)致了細(xì)胞匯聚伸展這一重要的生物學(xué)事件的發(fā)生:相反的,細(xì)胞粘著連接的連環(huán)蛋白一鈣粘蛋白復(fù)合體可以招募平面細(xì)胞極性蛋白復(fù)合體到特定的細(xì)胞連接處聚集,并使其穩(wěn)定在細(xì)胞膜上。在平面細(xì)胞極性基因純合缺失突變型中,因為缺少方向性和平面極性重要蛋白導(dǎo)致同時存在嚴(yán)重的耳蝸匯聚伸展和毛細(xì)胞靜纖毛束極性的異常,而在細(xì)胞粘著連接耳蝸特異條件性敲除的小鼠耳蝸中,由于細(xì)胞之間連接不穩(wěn)定導(dǎo)致平面細(xì)胞極性相關(guān)蛋白雖然存在但是