一氧化氮与人胚胎小脑发育关系的研究进展

一氧化氮与人胚胎小脑发育关系的研究进展 ====================================================================== 【摘要】 NO作为化学界的“明星分子”，以其独特的生物学性质，参与机体 的各种生理机能和疾病的形成过程，并且越来越受到人们的关注。本文结合前 人研究结论重点对NO在人胚胎脑发育中的分布及其作用的研究结果进行综述。 【关键词】 一氧化氮;一氧化氮合酶;人胚胎脑 【Abstract】 Nitric oxide (NO) known as "the star member" in the chemistry circles has drawn more and more attention. It participats in many physiological functions and disease formation by it’s special biology nature. This article overviews the distribution and function of NO during the human fetal brain development , combining with the previous research. 【Key words】 nitric oxide; nitric oxide synthase; human fetal brain 1980年，Furchgott等在血管内皮细胞中发现了血管内皮舒张因子 (endothelium derired relaxing factor，EDRF)，能刺激血管平滑肌舒张， 而且能介导许多内源性和(或)外源性活性物质的舒血管反应;1987年Palmer 等人研究证实EDRF为一氧化氮(nitric oxide，NO)，是一种具有生物活性的 信息分子。1991年一氧化氮合酶(nitric oxide synthase, NOS)克隆成功。 1992年，Science杂志将NO分子选为当年的“明星分子”。目前随着NO基础 研究的进展，发现NO的生物学作用涉及到众多学科并参与机体的多种生理机能 和疾病的形成过程，现已成为国内外医学领域研究的热点和前沿之一。 1 NO的生物学性质NO是较小的生物活性分子，可自由穿过细胞膜，作用 于细胞内的靶分子，内源性NO是由NOS以L-精氨酸和分子氧为底物，催化L- 精氨酸的两个等价胍基氮之一，经5电子氧化反应生成NO和L-瓜氨酸。NO化 学性质活泼，半衰期极短，体内半衰期仅为3,5s，可与氧自由基、氢醌、血 红蛋白等结合而被灭活，其最终代谢产物是硝酸盐和亚硝酸盐。测量尿中NO3 可作为估计NO产生速率的敏感指标;血浆中的S-亚硝基硫醇水平可用来监测 病理情况下NO合成的变化。NO是一种具有双重作用的信息分子，普遍存在于 脊椎动物各种细胞中，是细胞间和细胞内信息传递的重要调节因子。目前认为 NO参与神经分化是通过nNOS/NO/cGMP信号途径。机体对NO的调节作用，主要 是通过对不同NOS的调控来实现的。NOS已在大鼠、小鼠和人的组织中被克隆。 有三种类型:神经元型NOS(nNOS)、内皮型NOS(eNOS)和诱导型NOS (iNOS)。前两型又合称为结构型NOS(cNOS)，为Ca2+依赖型，受细胞内 Ca2+浓度的生理性调节，主要存在于神经细胞和内皮细胞。cNOS仅产生少量NO， 且存在时间短，发挥舒张平滑肌及神经信号转导功能的生理作用。人体偏码 nNOS的基因分别定位于12号染色体。也有学者认为nNOS也可以诱导性 (inducible)表达，而iNOS在多种类型细胞生理条件下也可作为结构性酶存在,1,。 2 NO在人胚胎脑发育中的分布及作用nNOS的阳性表达与胚胎发育，神经细胞的分化、迁移、形态演变和生长发育等有密切关系,2，3,。自从1988年Garthwaite等首次阐明NO在小脑颗粒细胞中具有细胞内神经信息物质的作用以来，NOS阳性神经元在人胚胎脑内的分布及功能日益受到国内外学者的重视。有关NOS的阳性神经元在人胚胎发育过程中脑组织细胞中的表达、分布规律的研究，国内外文献报道较少，且存在争议,4，5,。Takikawa等报道nNOS阳性神经元可能只表达于人胎第28、 33周大脑和第15、18、23周脑干,4,。李洪英等,5,报道在3,7月龄的人胎大脑皮质和海马结构中均有nNOS阳性表达，其研究结果较Takikawa等提前2,3周。涂丽莉等,6,报道人胚胎海马在13周开始有少量nNOS阳性表达，与李洪英等研究结果基本一致。钱雪松等用NADPH组织化学法观察4,9个月胎龄的人胎小脑皮质内NOS阳性神经元的表达分布状况，发现胎儿小脑皮质从第7个月龄开始出现NOS阳性神经元表达，大 ,。刘学红等,8,应用免脑皮质从第4个月龄时出现NOS阳性神经元表达,7 疫组化SABC法对10例人工流产、发育正常的人胚胎标本进行研究，实验结果与钱雪松等报道存在一定差异。刘学红等报道人胚胎小脑发育的开始阶段，在小脑原基组织细胞中未检测到nNOS阳性表达;从第12周胎龄开始，nNOS蛋白在人小脑组织细胞及神经纤维中均呈阳性表达，且随着胎龄的增大，阳性反应逐渐增强。说明人胚胎发育12周以后，小脑内的组织细胞已初步具备合成NOS和分泌NO的能力，NO参与小脑组织内神经元和神经胶质细胞的分化、发育及细胞迁移。综上所述， NO与人胚胎早期小脑组织细胞的生长发育关系密切。 【参考文献】 1 周恩畅，周剑涛(一氧化氮介导细胞凋亡的分子基础(生命科学，2002，14(3):135-138. 2 Contestabile A, Ciani E. Role of nitric oxide in the regulation of neuronal proliferation, survival and differentiation. Neurochem Int, 2004,45(6):903-914. 3 刘学红，武永康，邵金贵. 人胎大肠黏膜层nNOS阳性细胞表达的免疫组织化学观察. 华西医学，2007，22(2):339-340. 4 Takikawa M, Kato S, Esumi H, et al. Temporospatial relationship between the expressions of superoxide dismutase and nitric oxide synthase in the developing human brain: immunohistochemical and immunoblotting analyses. Acta Neuropathol (Berl), 2001, 102(6):572- 580. 5 李洪英，董大翠，张艳. 神经元型一氧化氮合酶在人胎脑的表达. 华中科技大学学报(医学版)，2007，36(2):153-156. 6 涂丽莉，冯定庆，齐威琴，等. 人胎海马内nNOS神经元的形态学观察.中国 组织化学与细胞化学杂志，2005，14(2):209-212. 7 钱雪松，李陈莉，侯广棋，等. 人胚胎小脑突触体素及NOS阳性细胞的观察. 河北医科大学学报，1999，20(6):325-328. 8 刘学红，张金萍，张泳，等. NNOS在人胚胎早期小脑组织中的表达.华西医学，2008，23(2):320-321.