5-氟尿嘧啶对早期胚胎发育的影响

发布时间：2021-04-05 04:30

　　目的利用叶酸相关代谢关键酶抑制剂5-氟尿嘧啶干预孕鼠（C57 BL/6J）,探讨5-氟尿嘧啶对早期胚胎神经发育的影响。方法用12.5mg/kg体重的5-氟尿嘧啶,在胚胎神经管发育开始干预孕鼠,体视镜及苏木精-伊红（HE）染色光学显微镜下观察子代活胎数、死胎数、畸形胎数及神经管发育的情况,通过western blot及real time-qPCR方法观察5-氟尿嘧啶对早期神经发育中细胞增殖、凋亡的影响。结果 12.5mg/kg体重5-氟尿嘧啶处理后的神经管畸形的发生率为40.68%,HE染色可见畸形胎鼠端脑和后脑结构紊乱,增殖相关基因增殖细胞核抗原（Pcna）的表达水平明显降低,而凋亡相关基因Caspase3的表达明显增高（P<0.05）。结论 5-氟尿嘧通过啶影响了早期胚胎神经管发育过程中增殖、凋亡相关基因的表达,这可能是神经管畸形发生的相关机制之一。 

【文章来源】：中国优生与遗传杂志. 2020,28(02)

【文章页数】：4 页

【部分图文】：

体式显微镜下正常及畸形胎鼠表型

图1 体式显微镜下正常及畸形胎鼠表型表1 5-氟尿嘧啶对胚胎发育的影响 组 对照组 5-氟尿嘧啶组(12.5mg/kg) 窝(n) 6 7 胚胎数n 49 59 正常胚胎n(%) 46(93.88) 5(8.47) 吸收胎 n(%) 3(6.12) 9(15.25) 胚胎发育迟缓 n(%) 0 6(10.17) 颅面部畸形n(%) 0 5(8.47) 露脑畸形n(%) 0 24(40.68) 无眼及小眼畸形n(%) 0 10(16.95)

神经管作为中枢神经系统发育的前体在早期胚胎发育过程中占有非常重要的地位,神经管发育过程是一个极其复杂的生物学事件,涉及细胞增殖、凋亡及分化等机制[1,3]。在神经管发育过程中,神经上皮细胞进入快速增殖、分化阶段,细胞周期缩短,同时,部分细胞发生凋亡,细胞增殖与凋亡相互平衡协调,以保证细胞数量及神经管正常闭合[3]。细胞凋亡在正常神经系统发育过程中发挥重要作用,并且是调控神经细胞数量的重要方式[4]。神经管闭合过程中的细胞凋亡有助于神经管与外胚层脱离及神经系统发育塑形[5]。敲除凋亡相关基因Caspase-3、Caspase-9及Apaf1的小鼠出现神经细胞数量异常、脊柱裂及露脑畸形等神经系统发育畸形[6-8]。然而,Emily[9]等在维甲酸诱导的小鼠NTDs胚胎中发现凋亡相关蛋白caspase-3在NTD胚胎神经上皮过量表达。另高血糖通过引起大量细胞凋亡导致小鼠NTDs的发生[10]。由此可见,过少或过多的细胞凋亡都会造成神经系统的发育异常。研究发现,dTMP合成代谢受损,大量dUTP错掺入DNA,引起DNA结构异常,甚至DNA链断裂,引起细胞凋亡[11]。本研究在前期研究的基础上[12],利用胸苷酸合成酶抑制剂5-氟尿嘧啶干预孕鼠,在孕11.5天解剖可见多种畸形,以露脑畸形多见,其比例为40.68%,HE染色可见露脑畸形胎鼠的端脑及第四脑室结构异常。在此基础上,为探讨露脑畸形胎鼠的脑部结构异常是否是由于5-氟尿嘧啶作用引起细胞凋亡而导致的,我们对小鼠胚胎脑组织细胞增殖、凋亡情况进行检测,结果发现凋亡标志物Caspase-3基因在畸形胎鼠的脑组织中呈现高表达,而增殖相关基因Pcna在畸形胎鼠的脑组织中呈现低表达,表明5-氟脲嘧啶引起胎鼠脑组织的过度凋亡和增殖减少,致使神经管发育过程细胞增殖和凋亡失衡,最终导致NTDs的发生。


本文编号：3119139