哺乳动物神经发育过程中的Notch-Hes信号途径

在神经系统发育过程中,多种神经元及神经胶质细胞是由共同的前体细胞分化而来的。在此过程中,通过Notch介导的细胞-细胞间相互作用可维持细胞的分裂及其型别多样性。Notch被激活后可抑制细胞分化,Notch途径异常可致神经细胞过早分化,缺少一些细胞类型,从而引起组织器官形态上的严重缺陷。有研究表明,Hes-1,Hes-5基因是Notch途径的基本效应因子,神经细胞的分化是通过Notch-Hes1/Hes5-|Mash信号途径调控的。     

转录因子RBP—J介导的信号通路抑制神经干细胞向神经祖细胞的分化

Notch信号通路在神经系统发育过程中参与多个环节的调控,但关于它是如何精细调控神经干细胞（neural stem cell,NSC）和神经祖细胞（intermediate neural progenitor,INP）的增值、分化,尤其是关于Notch通路在体内的调控作用和机制,以往研究并未阐述清楚。在该研究中,我们利用条件性基因剔除小鼠,即在小鼠的中枢神经系统中特异性剔除Notch信号通路的关键性转录因子RBP—J后,     

氟西汀调控胎鼠神经干细胞增殖中Notch1通路基因表达的改变

目的:探讨Notch1信号系统与氟西汀促进神经干细胞(NSCs)增殖的关系.方法:不同浓度的氟西汀干预NSCs,获取最适作用浓度.分别予Notch1信号通路抑制剂DAPT和氟西汀干预NSCs后,采用MTT检测NSCs的增殖,real time-PCR法检测Notch1信号各因子的基因表达.结果:(1) 不同浓度的氟西汀干预细胞48 h后,10、15和20 μmol·L-1组NSCs的活性高于0 μmol·L-1组,差异有统计学意义(P<0.01);(2) 与对照组相比,氟西汀组的细胞活性增高,DAPT组的活性降低,差异均有统计学意义(P<0.001).与氟西汀干预组相比,氟西汀加DAPT组细胞活性降低,差异有统计学意义(P<0.001);(3) 与对照组相比,DAPT组Hes1mRNA 和Hes5 mRNA表达显著降低(P<0.001),氟西汀组Notch1 mRNA、Hes1 mRNA和Hes5 mRNA表达显著增高(P<0.001或P<0.01);与氟西汀干预组相比,氟西汀加DAPT组的Notch1 mRNA、Hes1 mRNA和Hes5 mRNA表达均显著降低(P<0.001).结论: 氟西汀可能通过调控Notch1信号的传导促进NSCs的增殖.     

β淀粉样肽对神经母细胞瘤细胞Notch信号通路的影响

目的：研究β淀粉样肽（Aβ）处理SH-SY5Y细胞以及α3神经型尼古丁受体（α3nAChR）沉默细胞后细胞Notch信号通路的变化.方法：2μmol/L Aβ处理SH-SY5Y细胞以及α3nAChR沉默细胞,用实时荧光定量聚合酶链式反应（Real Time PCR）和蛋白印迹（western blot）方法分别检测细胞中Notch信号通路中Notch1和Hes1的mRNA及蛋白水平的变化,评价Aβ对细胞Notch信号通路的影响.结果：Aβ处理的SH-SY5Y细胞以及α3 nAChR沉默细胞中Notch1和Hes1的mRNA及蛋白水平表达均增加,且在α3 nAChR沉默细胞中增加更为明显,差异有统计学意义（P＜0.05）.结论：Aβ可增加细胞Notch信号通路基因表达,αα3 nAChR沉默会增强Aβ对Notch信号通路基因表达的影响,这可能与阿尔茨海默氏病（AD）的发病有一定的关系.     

BMSC-CM通过抑制Notch1信号通路减轻H2O2诱导的神经干细胞凋亡

目的 探讨骨髓间充质干细胞条件培养基( BMSC-CM)对氧化应激损伤的神经干细胞( NSCs)的保护作用,以及Notch1信号通路在其中所发挥的作用.方法 通过使用过氧化氢(H2O2)来模拟氧化应激环境,采用流式细胞仪检测NSCs的凋亡率. Western blot法检测Notch1蛋白、Hes1蛋白、含半胱氨酸的天冬氨酸水解酶 3 蛋白 ( Caspase-3 )、Caspase-9、Bcl-2相关蛋白(Bax)蛋白和B细胞淋巴瘤蛋白2 (Bcl-2)的表达量.结果 结果表明,BMSC-CM 可以降低H2O2引起的氧化应激环境的损害. BMSC-CM 可以抑制Notch1信号通路,提高神经干细胞的存活率.结论 BMSC-CM可以通过抑制Notch1 信号通路来中和氧化应激损伤对NSCs细胞凋亡的影响.     

氟西汀对神经干细胞增殖和Notch1信号通路相关蛋白表达的影响

目的:探讨Notch1信号系统在氟西汀促进神经干细胞(neural stem cells,NSCs)增殖中的作用?方法:不同浓度的氟西汀干预神经干细胞,获取最适作用浓度?分别予γ泌肽酶抑制剂(DAPT)和氟西汀干预神经干细胞后,采用MTT检测神经干细胞的增殖,Western Blot法检测Notch1信号各因子的蛋白表达?结果:①不同浓度的氟西汀干预细胞48 h后,10 μmol/L?15 μmol/L和20 μmol/L组NSCs的活性高于0 μmol/L组;②与对照组相比,氟西汀组的细胞活性增高,DAPT组的活性降低;与氟西汀干预组相比,氟西汀+DAPT组细胞活性降低;③与对照组相比,DAPT组Hes1 和Hes5蛋白表达水平显著降低;与对照组相比,氟西汀组NICD?Hes1和Hes5蛋白表达水平显著增高;与氟西汀干预组相比,氟西汀+DAPT组的NICD因子?Hes1因子和Hes5因子蛋白表达水平均显著降低?结论:氟西汀促进神经干细胞的增殖;氟西汀可以上调Notch1信号系统的表达;氟西汀可能通过调控Notch1信号的传导促进NSCs的增殖?     

Notch1和Notch2对胰腺癌HPAC细胞中Hes家族靶基因的不同调控作用

目的研究Notch1、Notch2受体对胰腺癌HPAC细胞Notch信号通路下游Hes家族靶基因的影响。方法运用siRNA干扰技术分别干扰HPAC细胞中Notch1和Notch2基因,用Western blotting法检测Notch1和Notch2的干扰效率,用real-time PCR检测siRNA干扰后Notch下游靶基因Hes1、Hes2、Hes4和Hes6的mRNA表达水平;同时用Western blotting法检测Hes1的蛋白表达变化。结果与空白对照组(1.000±0.019)和siRNA对照组(0.908±0.039)相比,Notch1-siRNA转染组(0.124±0.005)的Notch1蛋白表达量显著降低。Notch1敲减降低了Hes1和Hes6的mRNA表达,Hes1与空白对照组和siRNA对照组相比,差异有统计学意义(P<0.05);Hes6与空白对照组和siRNA对照组相比,差异有统计学意义(P<0.05),对Hes2和Hes4的mRNA则没有影响。Hes2与空白对照组siRNA对照组相比,差异无统计学意义(P>0.05);Hes4与空白对照组和siRNA对照组相比,差异无统计学意义(P>0.05)。与空白对照组(1.000±0.015)和siRNA对照组(0.990±0.017)相比Notch2-siRNA转染组(0.350±0.009)的Notch2蛋白表达量显著降低。Notch2敲减降低了Hes1的mRNA表达,Hes1与空白对照组和siRNA对照组相比,差异有统计学意义(P<0.05),而对Hes2、Hes4和Hes6的表达没有影响,Hes2与空白对照组和siRNA对照组相比,差异无统计学意义(P>0.05);Hes4与空白对照组和siRNA对照组相比,差异无统计学意义(P>0.05);Hes6与空白对照组和siRNA对照组相比,差异无统计学意义(P>0.05)。Notch1和Notch2下调均不能引起Hes1蛋白水平变化。结论 HPAC细胞中Notch1的靶基因是Hes1和Hes6,而Notch2的靶基因是Hes1,提示不同Notch家族成员调控的靶基因有交叉但是不同。     

地黄多糖诱导大鼠BMSCs向神经样细胞分化中对Notch信号通路的影响

目的 探讨地黄多糖诱导大鼠骨髓间充质干细胞(BMSCs)分化为神经样细胞过程中对Notch信号通路的影响。方法 以大鼠BMSCs为研究对象,取P3～P5代细胞随机分为正常对照组(CON组)与地黄多糖诱导组(RGP组),诱导后连续培养7d。以免疫细胞化学法和Western blotting检测诱导后0、1、3、7d各时点Notch1、Jagged1蛋白和Notch1胞内段NICD蛋白的表达,Real-time PCR检测Notch信号通路相关分子mRNA。结果 免疫荧光法检测显示,RGP组与CON组比较各时点Notch1蛋白表达阳性率差异有统计学意义(P＜0.01),且随时间变化Notch1蛋白表达阳性率逐渐降低;Jagged1蛋白阳性细胞率从诱导结束0d到诱导后1d具有明显的上升趋势,1d到7d显著下降,各时点比较差异有统计学意义(P＜0.05), CON组与RGP组各时点比较差异具有统计学意义(P＜0.05);Western blotting检测结果与免疫荧光检测结果相似。Real-time PCR检测显示,RGP组Notch1 mRNA随时间变化表达下降,Presenilin1表达先降低后略有回升,Hes1表达下降,Mash1表达升高,Jagged1表达先升高后降低,各时点与CON组比较差异有统计学意义(P＜0.01)。结论 地黄多糖在诱导BMSCs向神经样细胞分化过程中抑制Notch1蛋白的表达,并影响Notch信号通路相关基因的表达。     

Notch信号在急性早幼粒细胞白血病患者骨髓中的表达

目的：通过检测急性早幼粒细胞性白血病（APL）患者治疗前后骨髓中Notch信号途径中受体、配体和靶基因的表达情况,探讨其在APL发生中的作用.方法：采用半定量RT-PCR技术检测APL患者治疗前后骨髓中Notch1,Notch2,Notch3,Notch4,Delta-like-l,Delta-like-4,Jagged1,Jag-ged2,Hes1,Hes5的表达.结果：受体Notch2、配体Jagged1、靶基因Hes1的表达在APL完全缓解后明显下调,其它受体、配体及靶基因的变化无统计学意义.结论：在APL患者治疗前后存在Notch基因的改变,Notch信号的这些改变在APL的发病机制中可能有重要作用.     

Notch：神经分化与再生的关键基因

Notch是在上世纪初期由遗传学家Mohr小组在果蝇体内发现,该基因的功能缺失会在果蝇翅膀的边缘造成缺损,因此用＂Notch＂（缺损）来命名该基因[1]。Notch信号通路是一个细胞间的信号装置,通过相邻细胞之间notch受体与配体的结合,对于器官发生[2]、干细胞自我更新[3]、干细胞或者前体细胞命运决定[4,5]、细胞分化[6]等均起着至关重要的作用。     

HEY基因家族在哺乳动物心血管发育中的作用

哺乳动物的HEY基因家族与果蝇Hairy基因具有相似的螺旋-环-螺旋结构,二者均为转录因子,是目前发现的Notch信号通路中为数不多的靶基因之一。本文旨在通过对HEY基因家族结构与功能的特点分析,阐释它们在心血管发育中的重要作用,从而为揭开HEY基因家族对心血管发育的作用机制及分子调控机制提供理论基础。     

Notch1在全反式维甲酸诱导的神经干细胞分化中的作用

目的 探究Notch1在全反式维甲酸诱导的神经干细胞分化中的作用,揭示其对神经管发育的影响。 方法 免疫荧光检测神经干细胞标记物——巢蛋白(Nestin)、神经元标记物——神经丝蛋白(NF)、星型胶质细胞标记物——神经胶质纤维酸性蛋白(GFAP)及少突胶质细胞标记物——半乳糖脑苷脂(GALC)及Notch1在上述细胞中的分布。Western blotting检测神经干细胞中Notch1、NF、GFAP、GALC分别在普通分化培养基和全反式维甲酸培养基(ATRA)中1、3、5、7 d的含量。神经干细胞分为4组:将普通分化培养基设为A组,普通分化培养基+DMSO组设为B组,普通分化培养基+DMSO+25 μmol/L γ-内分泌酶抑制剂(γSI)组设为C组,普通分化培养基+DMSO+50 μmol/L γSI设为D组,Western blotting检测各组细胞中Notch1含量。 结果 免疫荧光鉴定Nestin、NF、GFAP、GALC呈阳性,且在上述细胞胞膜上及胞质中有Notch1存在。普通分化培养基中Notch1在第5天较第1天明显增加,NF在第5天较第3天明显降低,GFAP与GALC含量在第5天较第1天明显下降。加入ATRA的普通分化培养基中,Notch1在第7天较第1天明显减少,而NF、GFAP、GALC在第7天较第1天明显增加。加入γSI后,Notch1胞内段NICD含量明显降低。 结论 Notch1信号通路抑制神经干细胞分化,ATRA通过抑制Notch1促进神经干细胞的分化。     

Notch1、Notch3及Hes1在胃肠道间质瘤中的表达及临床意义

目的 探讨胃肠道间质瘤(GIST)患者肿瘤组织中Notch信号通路相关蛋白Notch1、Notch3及Hes1表达水平及临床意义.方法 采用实时定量PCR (Q-PCR)和Western blot方法检测135例新鲜GIST标本及临近非肿瘤组织中Notch1、Notch3及Hes1 mRNA和蛋白表达情况.同时采用免疫组织化学方法检测Notch1、Notch3及Hes1蛋白表达情况,并分析各蛋白表达与GIST患者临床病理因素的关系.另将野生型小鼠(WT)和Notch1基因敲除小鼠(KO) 40只,分为WT组、KO组、WT+ GIST组和KO+GIST组,检测各组Notch1、Notch3及Hes1蛋白表达情况.结果 与临近非肿瘤组织相比,GIST组织中Notch1、Notch3及Hes1 mRNA和蛋白表达均上调(P＜0.05).GIST标本的Notch1、Notch3、Hes1阳性率(5926％、65.19％、62.22％)均高于临近非肿瘤组织(17.78％、22.22％、17.78％),差异有统计学意义(P＜0.05).统计分析证实Notch1蛋白表达与GIST的NIH分级密切相关(x2=8.532,P=0.002);Notch3蛋白表达与GIST的肿瘤转移密切相关(x2=7.532,P=0.003);Hes1蛋白表达与GIST的肿瘤大小密切相关(x2=6.781,P=0.012).各组小鼠Notch1、Notch3及Hes1蛋白表达情况显示,与WT组相比,WT+ GIST组小鼠体内3种蛋白表达升高(P＜0.05);与KO组相比,KO+GIST组小鼠体内3种蛋白表达无明显变化(P＞0.05);与WT+ GIST组相比,KO+ GIST组小鼠体内3种蛋白表达降低(P＜0.05).结论 Notch信号通路相关蛋白Notch1、Notch3及Hes1在GIST患者组织中表达升高,Notch信号通路的激活可能在GIST发生、发展过程中起重要作用.     

Notch1基因在神经干细胞分化过程中的表达

目的　研究Notch1基因在全反式维甲酸 (all trans retinoic acid ,ATRA)诱导人胚胎神经干细胞分化为神经元过程中的表达及其发挥的作用。方法　用 1 μmol/L的ATRA在体外诱导人胚胎神经干细胞 ,诱导 7d后 ,做神经元特异性烯醇化酶 (neuronspecificendase,NSE)免疫荧光染色 ,计数分化为神经元的比例。于诱导前、诱导 3d和诱导 7d ,提取细胞的总RNA。用半定量RT PCR法检测Notch1基因的表达。结果　与对照组相比 ,ATRA能显著提高人胚胎神经干细胞分化为神经元的比例 (P <0 .0 1 )。Notch1基因在ATRA诱导后明显下调 (P <0 .0 0 1 )。结论　ATRA能显著提高人胚胎神经干细胞分化为神经元的比例 ,Notch1基因在人胚胎神经干细胞分化为神经元的过程中起负调控作用。     

丹龙醒脑方对脑缺血再灌注大鼠海马区Notch信号通路相关蛋白表达的影响

目的 探讨丹龙醒脑方对脑缺血再灌注模型大鼠海马区Notch信号通路相关蛋白Notch1、Notch2及Hes1表达的影响.方法 将80只雄性SD大鼠随机分为假手术组、模型组、丹龙醒脑方小剂量组(丹小组7.4 g/kg)、大剂量组(丹大组14.8 g/kg),线栓法建立局灶性脑缺血再灌注大鼠模型,再灌注7 d取缺血侧海马组织.采用免疫组织化学法、免疫印迹法检测大鼠海马区Notch1、Notch2及Hes1蛋白表达.结果 与假手术组比较,各组Notch1、Notch2及Hes1蛋白表达显著升高(P<0.05,P<0.01);与模型组比较,丹小组、丹大组Notch1、Notch2及Hes1蛋白表达显著升高(P<0.05,P<0.01).结论 丹龙醒脑方能通过上调海马区Notch1、Notch2及Hes1蛋白表达水平,调节Notch信号转导通路,这可能是其促进脑缺血损伤后神经功能修复的机制之一.     

5-Aza-CdR通过Notch1通路对小鼠海马神经发生的影响

目的 研究5-Aza-CdR对Notch1通路影响及神经再生的影响,并通过小鼠主动回避行为实验来探讨5-Aza-CdR对小鼠学习记忆能力的影响。方法 将60只6～8周龄SPF级ICR雄性小鼠分为两组,通过侧脑室注射(i.c.v)给一组小鼠注射5-Aza-CdR,另一组注射BSA作为对照组。注射后24 h通过Real-time PCR和Western blot检测Notch1和HES1的mRNA和蛋白表达水平;通过激光共聚焦显微镜观察5-溴-2’-脱氧尿苷(BrdU)阳性细胞和海马DG中Notch1的表达;用MS-PCR检测Notch1甲基化变化;通过穿梭回避实验来评估小鼠的学习和记忆行为。结果 注射5-Aza-CdR使海马Notch1通路活性增加并促进DG区神经细胞再生,降低Notch1启动子区甲基化水平,小鼠主动回避行为能力得到提升。结论 5-Aza-CdR对小鼠主动回避行为的影响可能与Notch1通路影响海马神经再生有关。     

Notch3/DLL4信号通路对颈部淋巴水囊瘤后淋巴管发育的影响

目的：探究Notch3/DLL4信号通路对颈部淋巴水囊瘤（CH）后淋巴管成熟发育的影响。方法：选取C57BL/6小鼠和C57BL/6背景Notch3基因敲入小鼠,将两种小鼠分为正常组（对照组）和Notch3基因敲入组（突变组）。选取F2代小鼠处死,取小鼠颈部淋巴结分别进行HE染色、Masson染色、RT-qPCR、Western blot、免疫组化检测。结果：HE及Masson染色结果显示,与对照组比,突变组小鼠的淋巴结构被显著破坏,细胞纤维化严重。RT-qPCR结果显示,与对照组比,突变组小鼠淋巴结中DLL4、Hes1和VEGFR3 mRNA表达显著下降（P<0.05）。Western blot结果显示,与对照组比,突变组小鼠淋巴结中DLL4、Hes1和VEGFR3蛋白表达显著下降（P<0.05）。免疫组化结果显示,与对照组相比,突变组小鼠淋巴结中DLL4、Hes1、Ang2、VEGFA和VEGFR3染色较浅,蛋白表达水平下降（P<0.05）。结论：Notch3/DLL4信号通路能够调控小鼠颈部CH的形成,其机制可能与淋巴管发育有关。     

益气活血方和补肾生髓方对脑缺血再灌注大鼠海马和额顶叶皮质Jagged1、Notch4和Hes1蛋白表达的影响*

目的 观察两种中药复方对脑缺血再灌注大鼠海马和额顶叶皮质Jagged1、Notch4和Hes1蛋白表达的影响,探讨其作用机制。方法 0.26mm尼龙线,造成大鼠右侧大脑中动脉阻塞,采用随机分组法,分入假手术组、模型组、益气活血方组和补肾生髓方组。脑缺血2h后,分别于再灌注7d和14d取缺血侧海马和皮质。采用Western Blot检测海马和额顶叶皮质Jagged1、Notch4和Hes1蛋白表达。结果 与假手术组比较,模型组Jagged1、Notch4和Hes1蛋白7d和14d表达均显著上调（P<0.05）;与模型组比较,益气活血方组和补肾生髓方组Jagged1、Notch4和Hes1蛋白7d和14d表达表达均显著下调（P<0.05）;与补肾生髓方组比较,益气活血方组Jagged1、Notch4蛋白7d和14d表达表达均显著下调（P<0.05）。结论 益气活血方和补肾生髓方能通过下调Jagged1、Notch4和Hes1蛋白表达,调节Notch信号通路,影响脑缺血后内源性神经干细胞增殖分化,促进其向神经元分化。     

Notch信号与神经干细胞分化

Notch信号蛋白最初发现于1919年,由Moohr等人在研究果蝇的发生发育中而鉴定出来,因其部分功能缺失可导致果蝇的翅膀出现缺口而得名。随后,许多研究表明,Notch信号在许多物种中均有表达,包括无脊椎动物和有脊椎动物。Notch蛋白作为一种调节因子,在许多细胞的发生发育、增殖和分化中起到重要的作用。本文就有关Notch信号转导的研究概况及其在神经干细胞分化中的作用作一综述。     

小檗碱对H_2O_2损伤大鼠神经干细胞增殖的影响

目的探讨小檗碱(berberine,BBR)对H_2O_2诱导神经干细胞(neural stem cells,NSCs)增殖作用的影响。方法采用悬浮培养法分离纯化新生SD大鼠大脑NSCs。实验分为正常对照组、H_2O_2组、小檗碱组、DAPT(Notch信号通路阻断剂)组。采用Nestin免疫化学染色鉴定NSCs,通过CCK8检测NSCs细胞活力,测量NSCs平均直径反映NSCs增殖能力,Ki67/Nestin双标法检测NSCs增殖情况,Western blot检测Ki67、Notch1、Hes1蛋白表达。结果 Nestin鉴定为阳性,与正常对照组相比,H_2O_2组细胞存活率降低、细胞平均直径降低,Ki67阳性率降低(P0.05);与H_2O_2组相比,小檗碱组(5μmol/L)明显增强细胞活力,提高NSCs的平均直径,上调Ki67、Notch1、Hes1蛋白表达水平(P0.05),小檗碱促进损伤NSCs增殖作用可以被DAPT拮抗。结论小檗碱处理提高H_2O_2损伤NSCs的存活率,可能通过Notch信号通路发挥促增殖作用。