LPAR1协调皮层发育过程中的纤毛发生和神经发生

摘要

本发明公开了LPAR1协调皮层发育过程中的纤毛发生和神经发生。本发明提供了LPAR1蛋白或其相关生物材料在如下任一中的应用：协调皮层发育过程中的纤毛发生和/或神经发生；制备用于协调皮层发育过程中的纤毛发生和/或神经发生的产品；所述相关生物材料为能够表达所述LPAR1蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。本发明研究发现，LPAR1对小鼠RG细胞上纤毛的正常发生、VZ/SVZ生成和新皮质形成都至关重要。LPAR1可能通过精确调控纤毛组装和去组装的动态平衡来调节神经发生。

说明书

技术领域

本发明涉及生物医学领域，具体涉及LPAR1协调皮层发育过程中的纤毛发生和神经发生。

背景技术

初级纤毛是存在于大多数哺乳动物细胞表面一根天线状细胞器。它能感受胞外的许多物理和化学信号，并在多种生物学过程如胚胎发育和组织稳态中发挥关键作用。纤毛功能的异常与肿瘤发生和许多人类发育疾病有关。

在哺乳动物的大脑皮层发育过程中，神经细胞主要发生在脑室区(VZ)和脑室下区(SVZ)两个区域。皮层上的所有的神经元都是来自这两个区域的神经祖细胞(NPC)。VZ中的放射状胶质细胞(RG)具有初级纤毛，这些纤毛延伸到侧脑室内并作为细胞天线以检测脑脊液(CSF)中存在的各种信号，进而调节神经发生。这些纤毛只存在于间期的RG细胞中，并且在细胞进入有丝分裂之前纤毛必须需要发生去组装。RG细胞会通过有丝分裂来协调其自我更新分裂和不对称分裂，进而以形成SVZ和神经细胞。然而，细胞外调控RG细胞的纤毛去组装以及随后的有丝分裂进入过程的因子尚不清楚。

溶血磷脂酸受体1(LPAR1)是G-蛋白偶联受体家族、EDG亚家族成员(EDG family)，其配体LPA(Lysophosphatidic Acid，溶血磷脂酸)主要来源于被活化的血小板。LPAR1在机体正常组织中普遍表达并与Gi、Gq、G12/13偶联介导诸多的细胞生理病理反应，诸如细胞增殖、分化、血小板凝集以及在肿瘤细胞中促进细胞的增殖、迁移等生物功能。

目前尚未有LPAR1协调皮层发育过程中的纤毛发生和神经发生的相关报道。目前尚未有LPAR1通过调控纤毛发生进而调控神经发生的相关报道。

发明内容

本发明的目的是提供LPAR1协调皮层发育过程中的纤毛发生和神经发生。

第一方面，本发明要求保护LPAR1蛋白或其相关生物材料在如下(A1)或(A2)中的应用：

(A1)协调皮层发育过程中的纤毛发生和/或神经发生；

(A2)制备用于协调皮层发育过程中的纤毛发生和/或神经发生的产品；

所述相关生物材料为能够表达所述LPAR1蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。

进一步地，在所述应用中，所述LPAR1蛋白通过调控纤毛组装和去组装的动态平衡来调节神经发生。

进一步地，所述纤毛为初级纤毛。

第二方面，本发明要求保护LPAR1蛋白或其相关生物材料在如下任一中的应用：

(B1)促进神经祖细胞发生，或制备用于促进神经祖细胞产生的产品；

(B2)促进神经祖细胞分裂，或制备用于促进神经祖细胞分裂的产品；

(B3)促进脑室区(VZ)和/或脑室下区(SVZ)生成，或制备用于促进脑室区(VZ)和/或脑室下区(SVZ)生成的产品；

(B4)促进新皮质形成，或制备用于促进新皮质形成的产品。

所述相关生物材料为能够表达所述LPAR1蛋白的核酸分子或含有所述核酸分子的表达盒、重组载体、重组菌或转基因细胞系。

第三方面，本发明要求保护能够促进LPAR1蛋白表达的物质在如下任一中的应用：

(B1)促进神经祖细胞发生，或制备用于促进神经祖细胞产生的产品；

(B2)促进神经祖细胞分裂，或制备用于促进神经祖细胞分裂的产品；

(B3)促进脑室区(VZ)和/或脑室下区(SVZ)生成，或制备用于促进脑室区(VZ)和/或脑室下区(SVZ)生成的产品；

(B4)促进新皮质形成，或制备用于促进新皮质形成的产品。

在上述第一方面至第三方面中，所述产品均可为药品。

在实际应用过程中，可针对由于LPAR1蛋白表达低下所引起的具有“纤毛发生和/或神经发生出现障碍、神经祖细胞发生和/或分裂出现障碍、VZ和/或SVZ生成出现障碍、新皮质形成出现障碍”这些症状中至少一种的个体给予所述产品(药品，即前文所述的LPAR1蛋白或其相关生物材料或所述能够促进LPAR1蛋白表达的物质)，以改善相关症状。

第四方面，本发明要求保护能够抑制LPAR1蛋白表达的物质在如下任一中的应用：

(C1)抑制神经祖细胞发生，或制备用于抑制神经祖细胞产生的产品；

(C2)抑制神经祖细胞分裂，或制备用于抑制神经祖细胞分裂的产品；

(C3)抑制脑室区(VZ)和/或脑室下区(SVZ)生成，或制备用于抑制脑室区(VZ)和/或脑室下区(SVZ)生成的产品；

(C4)抑制新皮质形成，或制备用于抑制新皮质形成的产品。

进一步地，所述产品可为动物模型。

在实际应用中，可以通过抑制正常动物中LPAR1蛋白表达(如通过基因编辑手段敲除LPAR1蛋白编码基因)，制备得到具有“纤毛发生和/或神经发生出现障碍、神经祖细胞发生和/或分裂出现障碍、VZ和/或SVZ生成出现障碍、新皮质形成出现障碍”这些症状中至少一种的动物模型。该动物模型可用于筛药，如筛选能够治疗或缓解由于LPAR1蛋白表达低下所引起的具有“纤毛发生和/或神经发生出现障碍、神经祖细胞发生和/或分裂出现障碍、VZ和/或SVZ生成出现障碍、新皮质形成出现障碍”这些症状中至少一种。

第五方面，本发明要求保护LPAR1蛋白表达量降低的动物模型在筛选能够缓解由于LPAR1蛋白表达低下所引起的具有“纤毛发生和/或神经发生出现障碍、神经祖细胞发生和/或分裂出现障碍、VZ和/或SVZ生成出现障碍、新皮质形成出现障碍”这些症状中至少一种的药物中的应用。

在第四和第五方面中，所述动物可为小鼠。

在所述各方面中，所述神经祖细胞可为放射状胶质细胞(radial glial cells，RG)或中间祖细胞(intermediate progenitor cells，IP)等。

本发明适用于哺乳动物，具体如人或小鼠。

在本发明中，所述LPAR1蛋白均为溶血磷脂酸受体1。

另外，基于本发明的研究成果，还可进一步深入研究，如进行基因疗法。基因治疗(gene therapy)是指将外源正常基因导入靶细胞，以纠正或补偿缺陷和异常基因引起的疾病。具体到本发明，为将外源正常的LPAR1基因导入靶细胞，以纠正或补偿由于LPAR1基因缺陷或异常引起的疾病。

本发明研究发现，LPAR1对小鼠RG细胞上纤毛的正常发生、VZ/SVZ生成和新皮质形成都至关重要。LPAR1可能通过精确调控纤毛组装和去组装的动态平衡来调节神经发生。

附图说明

图1为LPAR1协调皮层发育过程中的纤毛发生和神经发生。a为Lpar1

具体实施方式

下述实施例中所使用的实验方法如无特殊说明，均为常规方法。

下述实施例中所用的材料、试剂等，如无特殊说明，均可从商业途径得到。

1、Lpar1

2、试剂：

Pax6抗体Covance公司，货号PRB-278P；Tbr2抗体Thermo公司，货号14-4875-82；p-H3抗体CST公司，货号9701s；ARL13B抗体Proteintech公司，17711-1-AP。

实施例1、Lpar1协调皮层发育过程中的纤毛发生和神经发生的相关研究

一、实验方法

(1)分别在E14.5或者P0天取Lpar1

(2)小鼠大脑置于4％PFA中固定24h。

(3)梯度酒精脱水，然后石蜡包埋。

(4)包埋之后切片，每次3μm。

(5)梯度酒精脱蜡，脱蜡后使用柠檬酸钠进行抗原修复。

(6)进行免疫荧光染色。待测抗原涉及Pax6、Tbr2、p-H3和ARL13B。

二、结果与分析

本发明检查了Lpar1

接着，本发明利用p-H3指示有丝分裂的细胞，发现Lpar1

总之，本发明的数据表明LPAR1可能通过精确调控纤毛组装和去组装的动态平衡来调节神经发生。