Nkx2.2对髓鞘基因表达的转录调控及其在髓鞘结构维持中的作用

少突胶质细胞（oligodendrocyte cells, OLs）能在轴突周围形成髓鞘以确保神经冲动在神经元中快速精准地传导，它从前体细胞发育成成熟的髓鞘化OLs过程受到众多转录因子的调控。本项目在前期研究获知转录因子Nkx2.2在OLs不同发育阶段表达不同的基础上，着重研究该转录因子在OLs分化成成熟髓鞘化胶质细胞阶段的作用。利用四环素诱导转基因技术在小鼠新分化的OLs中过表达Nkx2.2，分析其对髓鞘基因表达的影响；并利用Cre-LoxP系统的条件性基因敲除技术在出生后小鼠成熟的OLs中诱导Nkx2.2缺失表达，检测成熟OLs中髓鞘基因的表达变化，并通过透射电镜观测Nkx2.2表达缺失后髓鞘结构的改变，明确Nkx2.2对OLs中髓鞘基因表达的转录调控及其在髓鞘结构维持中的作用。该研究将有助于我们更好地理解髓鞘形成过程及其分子调控，为临床中脱髓鞘疾病的治疗提供重要的理论基础和分子手段。经过三年的研究，结果显示在小鼠出生前少突胶质细胞中过表达Nkx2.2会促进少突胶质细胞分化和成熟，这是由于Nkx2.2通过直接与PDGFRα结合来负调控PDGFRα的表达引起的少突胶质细胞增殖受阻而提前分化，这得到了在小鼠OLs中Nkx2.2的缺失推迟出生后OLs的分化和成熟这一结果的反面验证。另外，我们还发现在小鼠新生阶段少突胶质细胞中过表达Nkx2.2会抑制少突胶质细胞分化和成熟，而在成熟OLs中敲除Nkx2.2则影响轴突髓鞘结构的紧密性。以上研究结果揭示测Nkx2.2在OLs发育过程的不同阶段扮演的角色其实并不相同，在OLs发生的早期阶段，Nkx2.2在正在分化的OPCs中上调表达以促进它们的分化；而在后期，Nkx2.2 在OLs分化中扮演一个髓鞘基因表达的抑制子，它在分化的OLs中快速下调以确保髓鞘蛋白的合成，而在成年个体的中枢神经系统内，成熟的OLs中Nkx2.2表达再次出现，可能起到调控髓鞘蛋白的合成和代谢，实现髓鞘蛋白产量与髓鞘完整性的精妙平衡，以此维持髓鞘结构的作用。