細胞黏附在哺乳動物聽覺感受器發(fā)育中的作用.pdf

1、目的：平面細胞極性調節(jié)耳蝸發(fā)育中蝸管的延伸和毛細胞的有序排列。本實驗我們描述了細胞黏附分子與細胞形態(tài)和幾何形狀的變化關系,探討細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胞極性蛋白looptail突變鼠為實驗對象。應用基底膜鋪片和免疫熒光組織化學技術分析小鼠耳蝸發(fā)育重要時期,胚胎E14.5天耳蝸聽覺感受器上皮細胞形態(tài)的改變,

2、以及在E14.5和E18.5天細胞黏附相關蛋白和平面細胞極性蛋白之間的定位分析,選擇細胞黏附重要因子P120連環(huán)蛋白在內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,平面細胞極性相關蛋白Vangl2和Fzd3的表達情況,同時比較平面細胞極性重要基因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表達情況。
　　 結果：①在耳蝸終末分化期,耳蝸蝸管上皮細胞形態(tài)從頂周到底周發(fā)生有規(guī)律的變化,一個重要特點是細胞長軸的方向發(fā)生規(guī)律變化,在頂周,上皮細胞的長軸方向定位于從中間到外側這個方向,但是在底周,細胞長軸方向多數(shù)轉向與從中間到外側垂直的方向;總得說來,在E14.5天耳蝸底周毛細胞感覺區(qū)域明顯變窄,這是耳蝸終末分化開始于該區(qū)域導致,細胞形態(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事件。②P120連環(huán)蛋白與E-鈣粘蛋白,平面細胞極性蛋白Vangl2和Fzd3在耳蝸上皮細胞中共表達: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、外毛細胞排列紊亂,有多余的

5、內、外毛細胞,但是毛細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-鈣粘蛋白表達基本檢測不到,平面細胞極性相關蛋白Vangl2和Fzd3在耳蝸上皮細胞非對稱極性分布存在,但是胞膜表達同時也有降低,尤其是Fzd3降低明顯;⑤平面細胞極性基因Vangl2純合缺失突變型小鼠耳蝸上皮平面細胞極性基因Fzd3表達消失,E-鈣粘蛋白在某些細胞連接處消失或減少,其表達層次略高于對照組,P120連環(huán)蛋白表達稍減少。
　　

6、 結論：①耳蝸上皮終末分化的過程中細胞和細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胞形態(tài)的變化是一致的。細胞黏附分子與平面細胞極性蛋白在胞膜共表達,說明細胞黏附分子與PCP蛋白相互有作用。②在P120突變鼠中,E-鈣粘蛋白消失和PCP相關膜相關蛋白減少是由于匯聚伸展異常導致。③在PCP突變鼠中,非對稱分布的PCP膜相關蛋白的消失,導致了匯聚伸展和靜纖毛極性的異常。④總之,平面細胞極性膜相關蛋白,通過非對稱性極性分布在細胞

7、膜特定位置,為細胞與細胞黏附提供了方向,導致了細胞匯聚伸展這一重要的生物學事件的發(fā)生:相反的,細胞粘著連接的連環(huán)蛋白一鈣粘蛋白復合體可以招募平面細胞極性蛋白復合體到特定的細胞連接處聚集,并使其穩(wěn)定在細胞膜上。在平面細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致同時存在嚴重的耳蝸匯聚伸展和毛細胞靜纖毛束極性的異常,而在細胞粘著連接耳蝸特異條件性敲除的小鼠耳蝸中,由于細胞之間連接不穩(wěn)定導致平面細胞極性相關蛋白雖然存在但是