基底前脑巢蛋白免疫阳性神经元研究进展

任新　朱建华

[摘要] 为总结基底前脑巢蛋白免疫阳性神经元的研究成果，探索今后的研究方向。本文对研究基底前脑巢蛋白免疫阳性神经元的文献，特别是近5年文献进行分析和综述。基底前脑巢蛋白阳性神经元是胆碱能神经元的一个亚群；神经元内的巢蛋白不来源于神经前体细胞，而是在神经元分化后再表达；巢蛋白免疫阳性神经元不是新生的神经元，可能是胆碱能神经元一种的功能状态。因此，基底前脑的胆碱能神经元可分为巢蛋白免疫阳性和阴性神经元，巢蛋白表达对基底前脑神经元功能的影响进值得一步深入研究。

[关键词] 基底前脑；巢蛋白；胆碱能神经元

[中图分类号] R329 [文献标识码] A [文章编号] 2095-0616（2015）01-48-03

[Abstract] To summarize the achievements of nestin immunoreactive neurons in basal forebrain and to explore the future research direction.To study the literature of nestin immunoreactive neurons in basal forebrain，especially to analyze and review the literature of recent five years.Nestin immunoreactive neurons in basal forebrain，which is a subset of cholinergic neurons and may be a kind of functional status of cholinergic neurons but not be neonatal neurons.Nestin of neurons doesn't originated from neural precursor cells，but has expressed after neuronal differentiation.Therefore，cholinergic neurons in basal forebrain could be classified into nestin immunoreactive neurons and negative neurons，the effect of nestin expression on the neuronal function of basal forebrain is worthy of in-depth study.

[Key words] Basal forebrain；Nnestin；Cholinergic neurons

基底前脑存在着一群巢蛋白免疫阳性神经元，这群神经元受到越来越多人的关注，现将其研究进展综述如下。

1 基底前脑的组成及神经元概况

基底前脑是指位于端脑内侧面靠近脑表面一些的灰质结构，主要包括隔核、斜角带核、杏仁核、Meynert基底核和腹侧基底核等[1]，与脑的其他区域没有明确的界线。其中内侧隔核和斜角带核共同组成隔-斜角带复合体（medial septum and diagonal band complex，MSDB）。MSDB含有胆碱能神经元、γ-氨基丁酸能神经元、谷氨酸能神经元在内的多种神经元。这些神经元中胆碱能神经元数目最多，对其功能的研究也较深入，认为其与学习记忆功能有关，老年性痴呆患者MSDB的胆碱能神经元明显减少[2-4]。

2 基底前脑有一群巢蛋白免疫阳性神经元

巢蛋白（nestin）是Ⅵ型中间丝蛋白，由胚胎期

神经前体细胞一过性表达，神经元的分化后停止表达，被其它中间丝蛋白代替。巢蛋白常作为神经前体细胞的特异性标记物，广泛应用于体内外的神经前体细胞鉴定[5]。在正常成年脑组织中，巢蛋白主要在具有神经发生功能的部位、血管内皮细胞以及激活的神经胶质细胞中表达[6]。

最近发现成年大鼠MSDB和成人的基底前脑区域都有一个连续的巢蛋白免疫反应阳性（nestin-immunoreactive，nestin-ir）的细胞带。Nestin-ir细胞特异性地分布于MSDB，能表达神经元特异性稀醇化酶和神经元特异性核蛋白[7-8]，但不表达胶质纤维酸性蛋白，而且其大小及形态均与成熟的神经元类似，因此认为此类细胞是成熟神经元[9]。

最初的实验结果提示基底前脑的nestin-ir神经元是一类独立于胆碱能神经元、GABA能神经元及谷氨酸能神经元之外的神经元[8-9]。MSDB的nestin-ir神经元能发出纤维到海马、丘脑及前额叶皮质[9-10]。大鼠MSDB的nestin-ir神经元数量、胞体面积与大鼠的认知功能密切相关[11]。

3 基底前脑nestin-ir阳性神经元研究的新进展

近年，对基底前脑nestin免疫阳性神经元的研究又取得了一些新的进展，如对nestin-ir阳性神经元的化学属性进行了进一步研究；对nestin-ir阳性神经元电生理特征进行了初步研究；对nestin-ir阳性神经元来源及可塑性进行了探索。

3.1 Nestin-ir阳性神经元的化学属性鉴定

最初的研究认为nestin-ir阳性神经元是位于基底前脑的一类独立于胆碱能神经元、GABA能神经元及谷氨酸能神经元之外的独立的神经元。但Guo等[12]使用免疫荧光双标及激光共聚焦检测技术发现，基底前脑的nestin-ir阳性神经元几乎全部与胆碱能神经元双标，约占胆碱能神经元的50%。使用单细胞RT-PCR及电生理特征检测，也证实基底前脑的nestin-ir阳性神经元属于胆碱能神经元[13]。Hendrickson等[14]的实验也证实基底前脑的nestin神经元是胆碱能神经元。

3.2 Nestin-ir阳性神经元的电生理特征

使用膜片钳全细胞记录技术与单细胞RT-PCR技术证实MSDB的巢蛋白阳性细胞具有典型的成熟神经元的动作电位，从电生理的角度证实了此类细胞为成熟的神经元。巢蛋白阳性神经元表现出慢放电神经元特征，而不是快放电（faster-firing）和簇状放电（cluster-firing），因而从电生理特征上也证实验巢蛋白阳性神经元是胆碱能神经元而不是GABA能神经元和谷氨酸能神经元，巢蛋白阳性神经元是胆碱能神经元的一个亚型[12]。与巢蛋白阴性的胆碱能神经元相比，巢蛋白阳性的胆碱能神经元具有较大的超极化激活的内向电流（Ih）及较大的兴奋性突触后电流。提示巢蛋白阳性和阴性的胆碱能神经元在学习记忆过程中可能具有不同的功能[13]。

3.3 Nestin-ir阳性神经元发育神经生物学

Guo等[15]通过免疫荧光双标的方法研究了基底前脑巢蛋白、胆碱乙酰转移酶（choline acetyl transferase，ChAT）和小清蛋白（parvalbumin，PV）阳性神经元在出生后的表达模式。发现ChAT在出生后1天即开始表达，而PV在较晚出现，约在出生后16天开始表达。巢蛋白在出生后9天开始表达，并在出生后的整个发育过程中与同一区域的部分ChAT阳性神经元重叠。研究结果进一步提示巢蛋白阳性神经元是胆碱能神经元的一个亚群，但巢蛋白阳性和阴性的胆碱能神经元有不同的出生后表达模式。神经元内的巢蛋白不是直接来源于神经元前体细胞，而是在神经元分化后再表达的。

3.4 巢蛋白阳性神经元的来源探索

为探索基底前脑巢蛋白免疫阳性神经元的来源，朱丹青等[16]研究了巢蛋白免疫阳性神经元与5-乙炔基-2脱氧尿嘧啶核苷（EdU）阳性细胞、巢蛋白免疫阳性神经元与双皮质素（doublecortin，DCX）阳性神经元的关系。发现EdU阳性细胞主要分布于海马齿状回及侧脑室的室管膜及室管膜下区的细胞，在内侧隔核、斜角带核等区域无明显的EdU阳性细胞，巢蛋白免疫反应阳性神经元与EdU阳性细胞无共定位表现。巢蛋白免疫反应阳性神经元与双皮质素阳性神经元之间无双标。由于EdU是胸腺嘧啶核苷的类似物，能在细胞增殖期替代胸腺嘧啶渗入正在复制的DNA分子中[17-18]，而DCX只在新生的神经元中表达。因此，实验提示基底前脑巢蛋白免疫反应阳性神经元不是新生的神经元，可能是成熟胆碱能神经元的一种功能状态。可能是巢蛋白表达使胆碱能神经元产生了特殊的功能。通过腹膜腔给大鼠连续注射BrdU（75mg/kg）28d，在基底前脑的NESs中未发现BrdU免疫阳性，但在大鼠的SVZ、吻侧迁移流及SGZ检测到BrdU强阳性，也说明基底前脑的NENS不是新生神经元[14]。

3.5 巢蛋白阳性神经元纤维投射及损伤研究

赵宇红等用快蓝注射法追踪基底前脑巢蛋白阳性神经元向嗅球的纤维投射及嗅神经损伤对基底前脑巢蛋白阳性神经元影响，发现约53.6%的基底前脑胆碱能神经元投射到嗅球，MS及vDB的巢蛋白阳性神经元在嗅神经损伤后具有代偿功能[19]。嗅神经元损伤后巢蛋白阳性神经元数目的下降要缓慢于巢蛋白阴性神经元。提示与巢蛋白阴性神经元相比，巢蛋白阳性神经元对于损伤有更强的耐受性。Yu等[20]的研究则提示，巢蛋白阳性神经元对于秋水仙碱的损伤有更强的耐受性。但Hendrickson等[13]的研究则发现巢蛋白表达对192-皂草素引起的神经损伤无保护作用。因此，需要更多的研究来证实巢蛋白表达对神经元功能的影响。

4 展望

最新的研究改变了当初对于巢蛋白阳性神经元化学属性的认识，证实了基底前脑巢蛋白阳性细胞是成熟的神经元，属于胆碱能神经元。这种神经元具有较大的超极化激活的内向电流和兴奋性突触后电位，可能在学习记忆过程中具有不同的功能。神经元内的巢蛋白不是直接来源于神经前体细胞，而是在神经前体细胞分化后再表达的。巢蛋白阳性神经元也不是新生神经元，而是胆碱能神经元的一种功能状态，可能是巢蛋白表达使胆碱能神经元产生了特殊的功能，使其具有更强的神经可塑性。虽然我们对巢蛋白阳性神经元有了一定的了解，但仍有很多迷团需要打开，特别是巢蛋白表达对神经元功能的影响，以及我们能否通过调控基底前脑神经元巢蛋白的表达来改变神经元的功能，改善学习记忆等。

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（收稿日期：2014-11-03）