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摘要Catheosin D(CathD)缺陷能够引起致死性的神经系统疾病，在人、绵羊和小鼠的脑中主要病理表现为神经元和髓鞘大量丢失。然而CathD基因突变引起髓鞘丢失和结构异常的机制却尚不清楚。本研究主要以CathD-/-小鼠为研究对象，采用电子显微镜技术、免疫组织(细胞)化学技术和Western Blot技术等系统的比较CathD+/+小鼠和CathD-/-小鼠中枢神经系统和外周神经系统的髓鞘结构和髓鞘蛋白的表达情况，并在体外纯化培养的大、小鼠寡突胶质系细胞中比较CathD缺陷对中枢神经系统最主要的髓鞘蛋白--PLP在寡突胶质系细胞的晚期内吞体/溶酶体和细胞膜之间运输的影响，以及这种影响与寡突胶质细胞的成熟和髓鞘形成的关系。我们惊奇的发现，CathD缺陷仅选择性导致中枢神经系统的髓鞘形成障碍，而外周神经系统的髓鞘形成正常。与其它髓鞘蛋白(MBP，MAG等)不同，PLP是高等脊椎动物中枢神经系统中特有的、最主要的髓鞘蛋白，约占全部髓鞘蛋白的50％，对寡突胶质细胞的成熟、极化以及髓鞘多层结构的形成和维持具有重要作用，因此我们进一步对出生后7天、14天和24天的CathD-/-小鼠胼胝体部位的Fluoromyelin Green染色程度和PLP表达水平进行分析。我们发现，虽然Fluoromyelin Green染色程度和PLP的表达水平随着年龄增长而增高，但与CathD+/+小鼠相比，其增高的程度明显滞后；有趣的是，PLP明显聚集于细胞核周围，提示其上膜运输可能出现障碍。我们还发现在出生后14天和24天的CathD-/-小鼠胼胝体中细胞总数(DAPI阳性细胞)、寡突胶质系各阶段的细胞(Olig2阳性细胞)和成熟寡突胶质细胞(CC1阳性细胞)的数目明显低于CathD+/+小鼠，但是在出生后7天无明显区别，并且寡突胶质前体细胞(NG2阳性细胞)的数目和分布也没有明显区别，说明CathD缺陷仅导致中枢神经系统的髓鞘形成和寡突胶质系细胞发育延迟，而不影响寡突胶质前体细胞特化、迁移和增殖。进一步，我们通过对体外培养的大、小鼠寡突胶质前体细胞的研究发现，CathD缺陷后引起PLP从寡突胶质系细胞的晚期内吞体/溶酶体向细胞膜的运输发生障碍，PLP贮积在寡突胶质系细胞的晚期内吞体/溶酶体之中；此外，我们发现CathD、PLP和VAMP-7能够相互结合，提示VAMP-7可能参与到PLP的运输过程之中，最终导致寡突胶质系细胞成熟障碍和中枢神经系统的髓鞘形成延迟。以上结果提示，CathD可能通过不依赖于其蛋白水解酶作用的蛋白-蛋白结合介导中枢神经系统的髓鞘形成。