楊蓬勃,張軍峰,張建水,徐 曦,肖新莉,劉 勇
(1.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)研究所/人體解剖與組織胚胎學(xué)系,陜西西安 710061;2.西安醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室,陜西西安 710021)
◇基礎(chǔ)研究◇
人胎腦額葉和海馬中星形膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育性變化
楊蓬勃1,張軍峰2,張建水1,徐 曦2,肖新莉1,劉 勇1
(1.西安交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院神經(jīng)生物學(xué)研究所/人體解剖與組織胚胎學(xué)系,陜西西安 710061;2.西安醫(yī)學(xué)院人體解剖學(xué)教研室,陜西西安 710021)
目的探討人類胚胎期大腦額葉、腦室區(qū)(ventricular zone,VZ)/腦室下區(qū)(subventricular zone,SVZ)以及海馬內(nèi)星形膠質(zhì)細(xì)胞的分布規(guī)律及形態(tài)特征。方法將收集的引產(chǎn)胎兒按胎齡分為4組:9~11周,14~16周,22~24周和32~36周。切取額葉、VZ/SVZ和海馬部位的腦組織,固定后制作冰凍切片,免疫組織化學(xué)染色后觀察膠質(zhì)纖維酸性蛋白(GFAP)陽(yáng)性細(xì)胞的分布及形態(tài)。通過(guò)GFAP和nestin免疫熒光雙標(biāo)染色剔除GFAP陽(yáng)性的神經(jīng)干細(xì)胞。結(jié)果①在皮質(zhì),9~11周時(shí)GFAP陽(yáng)性細(xì)胞主要位于VZ、SVZ和中間帶(intermediate zone,IZ)內(nèi);14~16周時(shí)其位于VZ最內(nèi)層、IZ和分子層(marginal zone,MZ)內(nèi);22~24周時(shí)皮層、髓質(zhì)、IZ、SVZ和VZ最內(nèi)層均有GFAP陽(yáng)性細(xì)胞,髓質(zhì)中的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞免疫反應(yīng)強(qiáng)烈,胞體濃染,突起圍繞胞體向四周伸展,具有典型纖維型星形膠質(zhì)細(xì)胞的特征;32~36周時(shí)GFAP陽(yáng)性細(xì)胞的分布模式類似于22~24周,髓質(zhì)中的陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量增加。②在海馬,9~16周期間GFAP免疫反應(yīng)程度較弱,主要分布在海馬傘、VZ和MZ;22周后GFAP免疫反應(yīng)程度增強(qiáng),數(shù)量增多,分布范圍逐漸擴(kuò)大。③實(shí)驗(yàn)各組額葉VZ、SVZ以及海馬的海馬傘、VZ均有GFAP和nestin免疫熒光雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞存在。結(jié)論在人胚胎發(fā)育后期端腦星形膠質(zhì)出現(xiàn)并逐漸增多、分布廣泛并趨于成熟。
膠質(zhì)纖維酸性蛋白;星形膠質(zhì)細(xì)胞;額葉;海馬;人類胚胎
神經(jīng)元是神經(jīng)系統(tǒng)的主要細(xì)胞,它們?cè)谛畔鬟f中起著重要作用。同時(shí),在結(jié)構(gòu)上它們被大量神經(jīng)膠質(zhì)包繞,依賴并與膠質(zhì)細(xì)胞相互作用。因此,膠質(zhì)細(xì)胞發(fā)生是除神經(jīng)細(xì)胞發(fā)生外另一個(gè)同等重要的研究領(lǐng)域。以往研究認(rèn)為,在哺乳動(dòng)物神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育過(guò)程中,神經(jīng)元主要在胚胎期生成,而多數(shù)膠質(zhì)細(xì)胞則在出生后產(chǎn)生[1]。在大、小鼠的大腦皮質(zhì),神經(jīng)發(fā)生開始于E12,高峰位于E15,持續(xù)到出生前后[2];然而對(duì)于神經(jīng)膠質(zhì),除過(guò)放射狀膠質(zhì)細(xì)胞在胚胎早期出現(xiàn)以外,大膠質(zhì)細(xì)胞在胚胎發(fā)育的中期才開始出現(xiàn),且維持在較低水平[3-4]。
星形膠質(zhì)細(xì)胞是神經(jīng)膠質(zhì)的最主要細(xì)胞,其在小鼠E16的大腦皮質(zhì)中才首次出現(xiàn),高峰位于生后1個(gè)月[5-6]。病理方面的研究顯示,星形膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育異常參與了許多兒童或成年疾病(唐氏綜合癥、神經(jīng)抑郁癥)的神經(jīng)癥狀表現(xiàn)[7-9]。CHOI等[10]對(duì)8~20周人胚胎腦組織進(jìn)行膠質(zhì)纖維酸性蛋白(glial fibrillary acidic protein,GFAP)免疫組化染色,對(duì)GFAP陽(yáng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)的時(shí)間,與血管的關(guān)系以及室管膜及室管膜下區(qū)輻射狀陽(yáng)性纖維的分布進(jìn)行了觀察研究。國(guó)內(nèi)鄧曉林等[11]也對(duì)人胎兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)內(nèi)GFAP陽(yáng)性細(xì)胞的分布、形態(tài)等進(jìn)行了較詳細(xì)的觀察。GFAP雖然是成熟星形膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)志蛋白,但后續(xù)的研究發(fā)現(xiàn),神經(jīng)干細(xì)胞及神經(jīng)前體細(xì)胞/膠質(zhì)前體細(xì)胞也有不同程度的GFAP表達(dá)。因此,胚胎發(fā)育階段的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞不全是成熟的星形膠質(zhì)細(xì)胞[12-15]。為此,本研究采用GFAP單克隆抗體的免疫組織化學(xué)染色及GFAP與nestin(神經(jīng)干細(xì)胞和前體細(xì)胞的標(biāo)記蛋白)免疫熒光雙標(biāo)技術(shù),對(duì)9~36周的胎兒大腦皮質(zhì)、腦室區(qū)/腦室下區(qū),以及海馬內(nèi)的星形膠質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)時(shí)間、分布及形態(tài)特征進(jìn)行研究,以期為人類神經(jīng)系統(tǒng)膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育提供更豐富的資料。
1.1 胚胎腦收集研究所用引產(chǎn)的人胚胎標(biāo)本共45例,均經(jīng)引產(chǎn)孕婦本人或家屬知情并同意后獲取標(biāo)本,整個(gè)后續(xù)的操作過(guò)程符合西安交通大學(xué)道德倫理委員會(huì)的章程和規(guī)定。經(jīng)篩選后獲得34例標(biāo)本,參考孕婦的末次月經(jīng)時(shí)間和B超檢查結(jié)果,測(cè)量頂臀長(zhǎng),按Patten法推測(cè)胎齡。標(biāo)本按胎齡(周)分布如下:9(n=2),10(n=4),11(n=3),14(n=3),15(n=3),16(n=4),22 (n=5),24(n=4),32(n=4),36(n=2)。
1.2 標(biāo)本分組依據(jù)胚胎發(fā)育的時(shí)間段,所收集來(lái)的胚胎按胎齡分為4組:9~11周(9例),14~16周(10例),22~24周(9例)和32~36周(6例)。
1.3 腦組織處理將胎兒標(biāo)本置于冰上,開顱取腦。然后用冰的PBS沖洗腦表面,沿縱裂將大腦分成左、右兩半,并用尖鑷子小心剝離軟腦膜,撕出脈絡(luò)叢。直接切取額葉皮質(zhì)、側(cè)腦室前角周圍腦組織和海馬,組織塊小于1 cm×1 cm×1 cm,根據(jù)組織塊大小固定5 d左右。組織塊經(jīng)流水沖洗后,置于300 g/L的蔗糖-PBS溶液中,直至組織沉底。然后進(jìn)行冠狀位連續(xù)冰凍切片,片厚20μm。
1.4 切片染色免疫組織化學(xué)染色采用常規(guī)方法,一抗GFAP(小鼠,Neo Markers),工作濃度為1∶200,4℃過(guò)夜孵育。生物素標(biāo)記的小鼠IgG(Vector)1∶200,室溫孵育1 h;ABC復(fù)合物(Vector)臨用前1 h配置,室溫孵育30 min;DAB顯色盒購(gòu)自北京中衫生物公司,臨用前配置,顯色5 min。免疫熒光雙標(biāo)染色的一抗為GFAP(小鼠,Neo Markers)和nestin(兔,Chemicon),兩種一抗混合,工作濃度均為1∶200,4℃過(guò)夜孵育。熒光二抗中先加入TRITC標(biāo)記的小鼠IgG (北京中衫,工作濃度為1∶200)室溫避光孵育3 h;然后加入FITC標(biāo)記的兔IgG(北京中衫,工作濃度為1∶200),室溫避光孵育3 h;加入細(xì)胞核染料DAPI,室溫避光作用5 min。陰性對(duì)照用PBS替代一抗,其余步驟相同。
1.5 圖像采集在顯微鏡(BX51,Olympus)下選取目標(biāo)區(qū)域,保持光源亮度不變,白平衡后進(jìn)行拍照。熒光染色切片在熒光顯微鏡下采集,黑平衡后照像。
2.1 額葉皮層及VZ/SVZ內(nèi)的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞的發(fā)育性變化GFAP在成熟的星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)祖細(xì)胞中都有表達(dá)。在人胎9~11周期間,GFAP免疫陽(yáng)性細(xì)胞主要位于VZ、SVZ和IZ內(nèi),免疫反應(yīng)程度VZ內(nèi)最強(qiáng),胞體位于VZ最內(nèi)層,陽(yáng)性突起伸向SVZ(圖1A、B)。從細(xì)胞形態(tài)和表達(dá)的位置判斷,此時(shí)的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞主要為神經(jīng)干細(xì)胞/祖細(xì)胞。14~16周時(shí),GFAP陽(yáng)性細(xì)胞存在于VZ最內(nèi)層、IZ和MZ內(nèi),免疫反應(yīng)程度較弱,且無(wú)典型星形膠質(zhì)細(xì)胞的形態(tài),可能仍為神經(jīng)干細(xì)胞/前體細(xì)胞(圖1C、D)。
在22~24周階段,皮層中的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞突起較長(zhǎng),平行伸向內(nèi)、外,細(xì)胞類型不能確定(圖1 E)。髓質(zhì)中的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞免疫反應(yīng)最強(qiáng)烈,細(xì)胞清晰,胞體濃染,突起圍繞胞體向四周伸展,還可見一些陽(yáng)性細(xì)胞的突起延伸到微血管周圍,包繞血管壁形成血管足,這些為典型的纖維型星形膠質(zhì)細(xì)胞(圖1 F)。VZ最內(nèi)層、SVZ和IZ內(nèi)有反應(yīng)程度較強(qiáng)的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞,VZ和SVZ內(nèi)的陽(yáng)性細(xì)胞可能為神經(jīng)干細(xì)胞,而IZ內(nèi)的陽(yáng)性細(xì)胞可能為星形膠質(zhì)細(xì)胞(圖1 G)。
32~36周時(shí),GFAP陽(yáng)性細(xì)胞在髓質(zhì)和皮層中都有分布,皮層中星形膠質(zhì)細(xì)胞數(shù)量較少,免疫反應(yīng)較弱,在分子層表面可見一些陽(yáng)性細(xì)胞,突起細(xì)長(zhǎng),有的伸向皮質(zhì)深層(圖1 H);髓質(zhì)中的星形膠質(zhì)細(xì)胞均勻、散在分布,胞體濃染,突起較多,向四周伸展(圖1 I)。VZ和SVZ內(nèi)均有中等程度免疫反應(yīng)的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞,從細(xì)胞形態(tài)判斷,既有神經(jīng)干細(xì)胞/祖細(xì)胞又有成熟的星形膠質(zhì)細(xì)胞(圖1 J)。
圖1 不同發(fā)育階段額葉皮質(zhì)、VZ/SVZ內(nèi)的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞(免疫組織化學(xué)染色)Fig.1 GFAP-positive cells in the frontal cortex,VZ/SVZ of human fetus at different stages(staining by immunohistochemistry,×400)
2.2 海馬中GFAP陽(yáng)性細(xì)胞的發(fā)育性變化從9~36周,GFAP免疫反應(yīng)程度愈來(lái)愈強(qiáng)。在9~11周時(shí),GFAP免疫反應(yīng)強(qiáng)度較弱,陽(yáng)性細(xì)胞主要位于將來(lái)形成海馬傘的部位、MZ以及VZ,陽(yáng)性細(xì)胞圓形或卵圓形,密集,突起短小(圖2A、B)。14~16周時(shí),GFAP陽(yáng)性細(xì)胞的分布類似于11周,只是海馬傘內(nèi)的陽(yáng)性細(xì)胞距離增大,伸出多個(gè)較長(zhǎng)的突起(圖2C、D)。22~24周時(shí),VZ和海馬內(nèi)的GFAP免疫反應(yīng)呈強(qiáng)陽(yáng)性,海馬傘的細(xì)胞較分散,VZ的陽(yáng)性細(xì)胞排列成行。海馬始層也可見中等反應(yīng)程度的陽(yáng)性細(xì)胞,數(shù)量較少(圖2E、F)。32~36周時(shí),GFAP陽(yáng)性細(xì)胞比24周時(shí)增多,主要位于海馬傘、VZ和始層(圖2G、H)。從GFAP陽(yáng)性細(xì)胞的形態(tài)和位置來(lái)看,位于VZ的突起短小的陽(yáng)性細(xì)胞可能是神經(jīng)干細(xì)胞/祖細(xì)胞,而位于海馬傘和始層的陽(yáng)性細(xì)胞,胞體清楚,突起較長(zhǎng),為典型的星形膠質(zhì)細(xì)胞。
圖2 人胎海馬中GFAP陽(yáng)性細(xì)胞的發(fā)育性表達(dá)(免疫組織化學(xué)染色)Fig.2 The developmental expression of GFAP-positive cells in the hippocampus of human fetus(staining by immunohistochemistry,×400)
2.3 GFAP和nestin免疫雙標(biāo)染色結(jié)果的變化nestin和GFAP共表達(dá)的細(xì)胞可能是某一特殊階段的神經(jīng)干細(xì)胞/前體細(xì)胞。9~11周時(shí),雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞主要分布在VZ和SVZ,而皮層中有少量雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞(圖3A、B)。16周時(shí)雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞不僅位于VZ和SVZ,而且IZ內(nèi)也發(fā)現(xiàn)較多的雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞。隨著發(fā)育的進(jìn)行,VZ和SVZ中雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞逐漸減少,到32周時(shí),VZ、SVZ及MZ中仍有少量雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞,而髓質(zhì)中無(wú)雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞(圖3C~E)。
圖3 不同發(fā)育階段額葉內(nèi)nestin(綠)和GFAP(紅)免疫熒光雙標(biāo)染色結(jié)果Fig.3 Double-labeling immunofluorescence of nestin(green)and GFAP(red)in the frontal cortex of human fetus at different development stages
nestin和GFAP雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞在海馬發(fā)育中主要位于海馬傘區(qū)域,特別是海馬傘區(qū)的VZ,在14~16周的海馬傘分布最多,而海馬傘以外的其他海馬各區(qū)很少見到雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞。此后,隨著發(fā)育進(jìn)行,雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞在海馬傘的數(shù)量逐漸減少。
在本研究中,GFAP被作為免疫反應(yīng)的標(biāo)志蛋白用來(lái)顯示星形膠質(zhì)細(xì)胞,由于神經(jīng)干細(xì)胞以及神經(jīng)祖細(xì)胞分化的早期階段也表達(dá)GFAP,因此,為星形膠質(zhì)細(xì)胞的判定增加了一定困難。在研究中,陽(yáng)性細(xì)胞的形態(tài)和表達(dá)部位可作為依據(jù),用于判斷陽(yáng)性細(xì)胞是神經(jīng)祖細(xì)胞還是星形膠質(zhì)細(xì)胞。另一方面,為了更好區(qū)分成熟的星形膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞/祖細(xì)胞,本研究還對(duì)不同發(fā)育階段的皮質(zhì)和海馬進(jìn)行了nestin和GFAP雙標(biāo)染色。作者認(rèn)為雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞應(yīng)為神經(jīng)干細(xì)胞或神經(jīng)祖細(xì)胞,而單純GFAP陽(yáng)性的細(xì)胞即為成熟的星形膠質(zhì)細(xì)胞。也有研究認(rèn)為,神經(jīng)干細(xì)胞/祖細(xì)胞表達(dá)GFAP-e,而星形膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)GFAP-α;此外,GFAP陽(yáng)性的神經(jīng)干細(xì)胞缺乏谷氨酰胺合成酶(GS)表達(dá),而星形膠質(zhì)細(xì)胞同時(shí)表達(dá)GFAP、GS和谷氨酸-胱氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體(GLAST),這可能會(huì)成為區(qū)別GFAP免疫陽(yáng)性細(xì)胞類型的理想方法[16-17]。
本研究發(fā)現(xiàn),16周前的皮層,GFAP主要表達(dá)在VZ和SVZ,細(xì)胞形態(tài)類似于nestin陽(yáng)性細(xì)胞,雙標(biāo)染色顯示GFAP陽(yáng)性細(xì)胞全部表達(dá)nestin。因此,我們認(rèn)為,16周前的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞主要為神經(jīng)干細(xì)胞/祖細(xì)胞,也就是說(shuō)16周前很少有成熟的星形膠質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)。24周后,GFAP陽(yáng)性細(xì)胞主要位于白質(zhì)中,胞體較大,胞質(zhì)濃染,突起細(xì)長(zhǎng),還可見有些細(xì)胞的突起伸向腦內(nèi)微血管的周圍,形成血管足包繞血管。VZ和SVZ內(nèi)GFAP陽(yáng)性細(xì)胞類似于nestin陽(yáng)性細(xì)胞,皮質(zhì)板和分子層中的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞數(shù)量較少,多分布在皮層表面,有些突起細(xì)長(zhǎng),平行伸向內(nèi)、外。雙標(biāo)染色顯示24周后,VZ、SVZ內(nèi)GFAP和nestin幾乎全部共存于同一個(gè)細(xì)胞,分子層表面也有一些兩者共存的細(xì)胞,而在白質(zhì),GFAP陽(yáng)性細(xì)胞和nestin陽(yáng)性細(xì)胞相間存在,無(wú)雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞。在海馬,隨著發(fā)育進(jìn)行,GFAP免疫反應(yīng)逐漸增強(qiáng),陽(yáng)性細(xì)胞也逐漸增多。不同于皮質(zhì)的是,16周前海馬的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞不在VZ,而主要位于海馬傘原基和分子層,24周后海馬傘部位的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞繼續(xù)增多,VZ和始層逐漸出現(xiàn)GFAP陽(yáng)性細(xì)胞,GFAP與nestin雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞主要位于海馬傘區(qū)域,特別是該區(qū)的VZ,以16周為高峰,海馬其他部位很少見到雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞。
從本研究結(jié)果可以看出,人類大腦星形膠質(zhì)細(xì)胞的生成主要發(fā)生在胚胎發(fā)育的后半段,這與在實(shí)驗(yàn)動(dòng)物研究中的結(jié)論基本一致。部分研究認(rèn)為人類中樞神經(jīng)細(xì)胞中,星形膠質(zhì)細(xì)胞在胚胎8~12周期間就已出現(xiàn),這可能與他們單獨(dú)以GFAP作為星形膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)志蛋白有關(guān)[10-11,17]。TIU[18]采用3種星形膠質(zhì)細(xì)胞的標(biāo)志(GFAP、S100B和GLT-1)研究了人胚胎14周后大腦皮質(zhì)星形膠質(zhì)細(xì)胞的發(fā)育性變化,發(fā)現(xiàn)14周時(shí),皮層下僅有少量的GFAP陽(yáng)性的星形膠質(zhì)細(xì)胞,21周后才明顯增多,本研究結(jié)果與上述發(fā)現(xiàn)基本一致。同時(shí)本研究發(fā)現(xiàn),雖然某些神經(jīng)干細(xì)胞/祖細(xì)胞表達(dá)GFAP,但是其表達(dá)量明顯低于nestin的表達(dá)量。因此,我們推測(cè)在神經(jīng)干細(xì)胞增殖分化過(guò)程中,nestin的表達(dá)時(shí)段長(zhǎng)于GFAP表達(dá)時(shí)段是其可能的原因。
總而言之,在人胎腦發(fā)育過(guò)程中,星形膠質(zhì)細(xì)胞的出現(xiàn)和成熟位于胚胎發(fā)育的后半段,并持續(xù)到出生后;胚胎發(fā)育前半段出現(xiàn)的GFAP和nestin雙標(biāo)陽(yáng)性細(xì)胞可能為神經(jīng)干細(xì)胞或神經(jīng)祖細(xì)胞,而在后半段出現(xiàn)在白質(zhì)和皮層中的GFAP陽(yáng)性細(xì)胞才可能為真正成熟的星形膠質(zhì)細(xì)胞。因此,GFAP不宜單獨(dú)作為標(biāo)志蛋白用于鑒定成熟星形膠質(zhì)細(xì)胞,結(jié)合其他標(biāo)志蛋白或方法綜合判定星形膠質(zhì)細(xì)胞或許更具說(shuō)服力。
[1]RICHARDSON WD,KESSARIS N,PRINGLE N.Oligodendrocyte wars[J].Nat Rev Neurosci,2006,7(1):11-18.
[2]RAO MS,JACOBSON M.Developmental neurobiology(fourth edition)[M].New York:Springer-Verlag New York Inc,2010:129-150.
[3]QIAN X,SHEN Q,GODERIE SK,et al.Timing of CNS cell generation:a programmed sequence of neuron and glial cell production from isolated murine cortical stem cells[J].Neuron,2000,28(1):69-80.
[4]PARNAVELAS JG.Glial cell lineages in the rat cerebral cortex[J].Exp Neurol,1999,156(2):418-429.
[5]MILLER FD,GAUTHIER AS.Timing is everything:making neurons versus glia in the developing cortex[J].Neuron,2007,54(3):357-369.
[6]KIMOTO H,ETO R,ABE M,et al.Alterations of glial cells in the mouse hippocampus during postnatal development[J]. Cell Mol Neurobiol,2009,29(8):1181-1189.
[7]ZDANIUK G,WIERZBA-BOBROWICZ T,SZPAK GM,et al.Astroglia disturbances during development of the central nervous system in fetuses with Down's syndrome[J].Folia Neuropathol,2011,49(2):109-114.
[8]RAJKOWSKA G,STOCKMEIER CA.Astrocyte pathology in major depressive disorder:insights from human postmortem brain tissue[J].Curr Drug Targets,2013,14(11):1225-1236.
[9]SANACORA G,BANASR M.From pathophysiology to novel antidepressant drugs:glial contributions to the pathology and treatment of mood disorders[J].Biol Psychiatry,2013,73 (12):1172-1179.
[10]CHOI BH,LAPHAN LW.Radial glia in the human fetal cerebrum:a combined Golgi immunoflurescent and electron microscopic study[J].Brain Res,1978,148(2):295-311.
[11]鄧曉林,蔡文琴.人胎兒中樞神經(jīng)系統(tǒng)星形膠質(zhì)細(xì)胞形態(tài)發(fā)育的觀察[J].解剖學(xué)報(bào),1998,29(3):317-321.
[12]VON BOHLEN UND HALBACH O.Immunohistological markers for proliferative events,gliogenesis,and neurogenesis within the adult hippocampus[J].Cell Tissue Res,2011,345(1):1-19.
[13]MASLOV AY,BARONE TA,PLUNKETT RJ,et al.Neural stem cell detection,characterization,and age-related changes in the subventricular zone of mice[J].J Neurosci,2004,24 (7):1726-1733.
[14]SERI B,GARCIA-VERDUGO JM,COLLADO-MORENTE L,et al.Cell types,lineage,and architecture of the germinal zone in the adult dentate gyrus[J].J Comp Neurol,2004,478(4):359-378.
[15]GARCIA AD,DOAN NB,IMURA T,et al.GFAP expressing progenitors are the principal source of constitutive neurogenesis in adult mouse forebrain[J].Nat Neurosci,2004,7(11):1233-1241.
[16]MARTí-FàBREGASJ,ROMAGUERA-ROS M,GóMEZ-PINEDO U,et al.Proliferation in the human ipsilateral subventricular zone after ischemic stroke[J].Neurol,2010,74(5):357-365.
[17]NORKUTE A,KIPP M,DANG J,et al.Early formation of a GFAP-positive cell population in the ventricular zone during chicken brain development[J].Cells Tissues Organs,2010,191 (1):57-65.
[18]TIU SC,YEW DT,CHAN WY.Development of the human cerebral cortex:A histochemical study[J].Progr Histochem Cytochem,2003,38(1):3-149.
(編輯 國(guó) 榮)
Developmental distribution of astrocytes in the frontal cortex and hippocampus of human fetuses
YANG Peng-bo1,ZHANG Jun-feng2,ZHANG Jian-shui1,XU Xi2,XIAO Xin-li1,LIU Yong1
(1.Institute of Neurobiology,Department of Human Anatomy and Histo-embryology,Medical School of Xi'an Jiaotong University,Xi'an 710061;2.Department of Human Anatomy,Xi'an Medical College,Xi'an 710021,China)
ObjectiveTo investigate the distribution and morphological characteristics of astrocytes in the frontal cortex,ventricular zone(VZ),subventricular zone(SVZ)and hippocampus in human fetuses.MethodsBased on gestational age,the collected fetuses were divided into four groups:9-11 weeks,14-16 weeks,22-24 weeks and 32-36 weeks.Then the brain blocks from the frontal lobe,VZ/SVZ and hippocampus were cut out,fixed and made into frozen slices.Immunohistochemistry was used to observe the distribution and morphology of GFAP-positive cells.Furthermore,the immunofluorescence double-labeling of GFAP and nestin was used to remove GFAP-positive neural stem cells.Results①In the frontal cortex,GFAP-positive cells were mainly located in VZ/SVZ and intermediate zone(IZ)during 9-11 weeks;the innermost part of VZ,IZ and marginal zone(MZ) at 14-16 weeks.During 22-24 weeks,GFAP-positive cells could be detected in all layers including the cortex plate,medulla,SVZ and the innermost part of VZ.The strongly immunoreactive cells,with typical morphological features of fibrous astrocyte such as intensively staining cell bodies and many slender processes,were found in themedulla.An almost same distribution pattern of GFAP-positive cells at 22-24 weeks was found during 32-36 weeks except that the number of positive cells in the medulla was greater than that at 22-24 weeks.②In the hippocampus,the weak immunoreactivity was found in fimbira,VZ and MZ during 9-16 weeks;after 22 weeks,not only the immunoreactivity became strong and the distribution range extended,but also the number of positive cells increased gradually.③Double-labeling cells of GFAP and nestin could be detected in VZ,SVZ of the frontal cortex and VZ as well as in fimbria of the hippocampus in all groups.ConclusionDuring the later half of gestational age,astrocytes in human telencephalon appear and then gradually increase in number.At the same time,the astrocytes are widely distributed in the telencephalon and reach maturity in morphology progressively.
glial fibrillary acidic protein(GFAP);astrocyte;frontal cortex;hippocampus;human fetus
R321
A
1671-8259(2014)05-0576-05
10.7652/jdyxb201405002
2014-02-28
2014-04-08
國(guó)家自然科學(xué)基金資助項(xiàng)目(No.81301041,81371348),中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)專項(xiàng)資金資助項(xiàng)目(No.xjj201122)以及陜西省教育廳科研基金資助項(xiàng)目(No.2013JK0756) Supported by the National Natural Science Foundation of China(No.81301041,81371348),the Fundamental Research Funds for the Central Universities(No.xjj201122),and Research Project of the Department of Education of Shaanxi Province(No.2013JK0756)通訊作者:劉勇,教授,博士生導(dǎo)師.E-mail:liuy5599@mail.xjtu.edu.cn
楊蓬勃(1974-),男(漢族),博士.研究方向:神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、損傷與修復(fù).E-mail:yangpengbo74@126.com
時(shí)間:2014-07-22 16∶15 網(wǎng)絡(luò)出版地址:http://www.cnki.net/kcms/detail/61.1399.R.20140722.1615.003.html
西安交通大學(xué)學(xué)報(bào)(醫(yī)學(xué)版)2014年5期