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神经可塑性
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神经可塑性/2017年/文章

研究文章|开放获取

体积 2017年 |文章的ID 5863258 | https://doi.org/10.1155/2017/5863258

郑大世Whi Kim唱Min, Dae年轻Yoo Hyo年轻俊永金,在古黄,我Kyung Seong, Yoon Yeo唱, ”比较成人海马神经发生和易感性跑步机锻炼在9个鼠标菌株”,神经可塑性, 卷。2017年, 文章的ID5863258, 13 页面, 2017年。 https://doi.org/10.1155/2017/5863258

比较成人海马神经发生和易感性跑步机锻炼在9个鼠标菌株

郑大世Whi金,1 圣民南,1,2 Dae年轻柳,1 Hyo年轻荣格,1 Il永金,3 在古黄,1,3 我Kyung Seong,1,3 和 杨唱Yoon1,3

1解剖学系和细胞生物学,兽医学院兽医科学研究所,08826年首尔,韩国首尔国立大学

2解剖学系、兽医学院、韩国建国大学,05030年首尔,韩国

3KMPC(韩国鼠标表现型中心)、首尔国立大学,08826年首尔,韩国

学术编辑器:克莱夫·r·Bramham
收到了 2017年2月02
修改后的 2017年3月22日
接受 2017年4月11日
发表 2017年12月17日

文摘

小鼠遗传背景的各种影响体育锻炼的效果,以及成人海马神经发生。在这项研究中,我们研究了海马神经发生的基础水平,以及跑步机运动对成人的影响在9品系小鼠海马神经发生:8非常常用的实验室近交品系小鼠(C57BL / 6、BALB / c、A / J,摘要:HeJ, DBA / 1, DBA / 2, 129 / SvJ和FVB)和1远鼠标应变(ICR)。所有9个菌株表现出多样化的基础水平的细胞增殖,分化成神经细胞,久坐不动的集成到颗粒细胞组。C57BL / 6小鼠表现出最高水平的细胞增殖,分化成神经细胞,在基底的水平和集成为颗粒细胞,DBA / 2小鼠显示最低的水平。集成到颗粒细胞的功效是ICR小鼠最大。跑步机锻炼增加成人海马神经发生在所有菌株9老鼠。这些结果表明,小鼠的遗传背景影响海马神经发生和C57BL / 6小鼠是最有效应变评估基底细胞增殖和分化成神经细胞,但不成熟为颗粒细胞。此外,DBA / 2株不适合研究海马神经发生。

1。介绍

成年神经发生的瞬态过程产生新的神经元在成年哺乳动物的大脑,这源于subgranular齿状回区和侧脑室的subventricular区整个成年生活。新生成的齿状回神经干细胞通过成熟阶段,而幸存的成神经细胞迁移到颗粒细胞层(GCL),在那里他们最终成为成熟的神经元(1- - - - - -4]。人们进行了无数次研究成人海马神经发生(安),包括调查的神经干细胞,神经营养因子的影响,与安相关的信号通路,特定的目标基因与神经干细胞的关系,和外部条件影响安。

主要的外在影响因素安环境浓缩,饮食节制,抗抑郁药物,和运动条件(5,6]。体育锻炼特别是已被证明为学习和记忆获得好处,也已被证明能够促进长期势差和安7]。此外,运动训练增加海马的大小,提高了小鼠的记忆功能和人类[岁8,9]。锻炼也有神经保护和神经退行性疾病治疗效果,如帕金森病(10,11],亨廷顿氏舞蹈症[12),和阿尔茨海默病(13]。然而,这些研究调查安使用单一纯系小鼠应变或神经退行性疾病模型。

Strain-dependent基因型和表型遗传背景研究了几十年。使用基因组测序方法,大型基因组序列的差异被发现在17个近交品系小鼠中,可能影响表型、基因调控、功能变体(14]。在一项研究中对海马神经发生的遗传影响,神经祖细胞的细胞增殖水平subgranular区4齿状回不同的鼠标的特性:C57BL / 6, BALB / c、CD1、和129 / SvJ。在另一项研究中,分析4鼠标菌株,亩spretus/ J,影响HeJ, DBA / 2 J,发现固有的遗传背景决定了安的基础水平和细胞类型构成3,15]。此外,129年129 / SvEms。SvJ C57,影响菌株都显示不同的药物敏感性红藻氨酸管理(16]。此外,天生的菌株对记忆执行不同的任务,比如莫里斯水迷宫和上下文恐惧条件反射测试(17]。更具体地说,129年的s6 / SvEv 129 t2 / SvEmsJ C57BL / 6,和C57BL / 10株在记忆测试中表现良好,而BALB / c株表现出中间性能(17]。DBA / 2压力,另一方面,表现不佳,这可能是因为海马功能的障碍,不管视力(17]。因此,老鼠株的基因背景的差异导致不同的表型hippocampus-dependent行为和安18,19]。

近交品系小鼠中,标记的细胞增殖和分化成神经细胞安表达不同的C57BL / 6,只有和BALB / c小鼠品系20.),和遗传差异影响神经干细胞的人口strain-dependent的方式。在我们之前的研究中,我们表明,C57BL / 6株显示高易感性高脂肪饮食以及身体体重增加和显著减少细胞增殖和分化成神经细胞,而他应变的影响是相对耐高脂肪饮食和身体体重增加(21]。没有建立等级列表,然而,池的神经干细胞和安在常用的近交品种,如129 / SvJ C57BL / 6, BALB / c、A / J,等亩骶亚种。

在目前的研究中,我们调查了基底细胞增殖,分化成神经细胞,在八个常用的近交品系小鼠和细胞存活率(C57BL / 6、BALB / c、A / J,摘要:HeJ, DBA / 1, DBA / 2, 129 / SvJ和FVB)和一个远鼠标应变(ICR)阐明毒株特异性安的差异。此外,我们还观察到对安在跑步机上锻炼和提高的影响这些老鼠9株了解表型变异与遗传背景和确定最佳鼠标应变在安的研究使用。我们的数据证实,有多样性的基础水平安9不同品系小鼠,并建议未来调查的方向安的机理,以及选择合适的鼠标株转基因小鼠模型。

2。方法

2.1。实验动物

六个雄性C57BL / 6 J / J, BALB / c,影响/ HeJ FVB, 129 / SvJ DBA / 1, DBA / 2,和ICR小鼠从日本购买SLC Inc .(静冈市,日本)。动物被安置在一个特定的无菌动物设施23°C,湿度60%,12 h / 12 h光/暗周期,随意获得食物和自来水。动物的处理和护理符合准则建立了符合当前国际法律和政策(NIH指南的照顾和使用实验动物,国家卫生研究院出版数量85 - 23日,1985年,1996年修订),并通过制度动物保健和使用委员会(IACUC)首尔国立大学(snu - 120913 - 1 - 2)。所有的实验努力减少实验用动物的数量,造成的痛苦过程研究中使用。

2.2。运动状态

为期一周的适应实验室条件后,每个鼠标应变分为两组(n每组= 5):久坐不动的(SED)和运动(特异)组。SED和前女友的动物组熟悉跑步机锻炼电动跑步机(型号1050 Exer3/6;哥伦布仪器,哥伦布,哦,美国)为一个星期。前组、运行速度和持续时间为20分钟10米/分钟,第一天增加10分钟/天,直到达成了60分钟/天(22]。SED组的动物被放置在跑步机上没有任何运行速度为同期EX组。熟悉后,跑步机锻炼经常练习在10米/分钟60分钟/天,5天/周(图4周1)。这时间表被选中是因为显著增加新的神经元的增殖活动和生产C57BL / 6 J和DBA / 2小鼠出现后28天的运行,只有一个小(不重要)和瞬态增加增殖活动中看到这些菌株经过42天的运行23]。


图1
本研究的实验设计。采用跑步机锻炼7-week-old老鼠1星期,和跑步机进行锻炼以10米/分钟的速度4周1 h。在第一个3天的锻炼,BrdU注射一天两次(上午8点和下午8点)腹腔内新生神经干细胞标记。
2.3。测量体重和食物摄入量

体重测量每周周三上午10:00结束实验。食物摄取被称重测量和纠正溢出jar包含食物每周9点到10点之间。食物摄入量计算的平均摄入量四周实验期间和表达为g /鼠标/周。身体体重计算之间的不同体重12周,8周。

2.4。新生成的细胞的标记

标签新生成的细胞在海马体中,腹腔内注射5-bromo-2′脱氧尿苷(BrdU, 50毫克/公斤,Sigma-Aldrich,圣路易斯,密苏里州,美国)都给老鼠每天两次(8点,20:00)三天的锻炼(当老鼠在8周的年龄)。动物安乐死在12周的年纪,一天后最后运动(图1)。

2.5。组织准备

动物( 在每组)被麻醉的腹腔内注射1克/公斤灌注聚氨酯(Sigma-Aldrich)和transcardially 0.1磷酸盐(PBS, pH值7.4)其次是4%多聚甲醛在0.1 M PBS。然后大脑进行解剖和后缀相同的固定剂12 h。大脑组织在一夜之间被渗透cryoprotected 30%的蔗糖。Thirty-micrometer-thick大脑部分在冠状平面分段连续使用低温恒温器(徕卡,位于德国)和收集在six-well板块包含PBS−20°C进行进一步处理。

2.6。免疫组织化学

为免疫组织化学获得准确的数据,所有动物的自由浮动的部分仔细在相同条件下处理。对于每一个动物,组织部分选择从1.46毫米和2.46毫米后的前囱指鼠标由富兰克林和Paxinos[阿特拉斯24]。十个部分,90μ米,按顺序用0.3%过氧化氢(H2O2在PBS) 30分钟,10%正常山羊或兔血清0.05 PBS 30分钟。然后他们被孵化与一只兔子anti-Ki67抗体(1:1000;Abcam,英国剑桥)或山羊anti-DCX抗体(1:50;圣克鲁斯生物技术、圣克鲁斯、钙、美国)一夜之间在25°C,随后用生物素化的山羊anti-rabbit免疫球蛋白或治疗兔抗体免疫球蛋白和streptavidin-peroxidase复杂(向量实验室1:200年,伯林盖姆,CA,美国)。部分被可视化反应与3、3′-diaminobenzidine四氯化(σ)0.1米Tris-HCl缓冲(pH值7.2)和脱水和安装在加拿大香脂(关东大化工、东京、日本)到gelatin-coated幻灯片。

2.7。免疫荧光

BrdU和NeuN双重免疫荧光的部分为30分钟服用2 N HCl 37°C和被孵化的鼠标anti-NeuN (1: 1000;美国微孔,泰梅库拉,CA)和老鼠anti-BrdU (1: 200;Abd Serotec Bio-Rad实验室,Inc .)、大岛,纽约,美国)为2 h 25°C,紧随其后的是隔夜孵化在4°C。与PBS洗涤后,二次抗体的部分随后被孵化,FITC-conjugated山羊anti-mouse免疫球蛋白g (1: 100;美国杰克逊ImmunoResearch PA)和Cy3-conjugated山羊anti-rat免疫球蛋白g (1: 100;美国杰克逊ImmunoResearch PA), 2 h。之后,部分是安装在silane-coated幻灯片DAPI-containing安装介质(美国向量实验室,CA)细胞核染色。

2.8。显微分析

两个独立的蒙面调查人员计算Ki67、克莱斯勒,BrdU——或BrdU / NeuN-labeled细胞在齿状回400 x光显微镜下放大(BX51、奥林巴斯、东京、日本)。所有Ki67、克莱斯勒、BrdU双边或BrdU / NeuN-labeled细胞数在10部分(90μ除了彼此)在整个之间的齿状回1.46毫米和2.46毫米后的前囱指鼠标由富兰克林和Paxinos[阿特拉斯24]。

2.9。统计分析

使用SPSS统计分析进行V.20.1(美国、IBM公司,纽约Armonk)。实验小组比较使用双向方差分析(方差分析),其次是至少显著差异(LSD)事后分析。

3所示。结果

3.1。应变和运动对体重的影响和食物摄入量

在八周的年龄,每个纯系小鼠应变显示体重相似,除了远ICR应变,体重明显高于纯系小鼠(图2(一个))。动物的体重往往会随着年龄增加12周在SED和团体,只有前组的129 / SvJ应变显示显著增加体重相比SED组相同的应变数据2(一个)和2 (b))。统计分析在鼠标应变也表现主题之间的影响,运动,和鼠标应变和锻炼。 价值和 值显示在图2(一个)和2 (b)。鼠标菌株主题之间的影响,和运动显示意义,但是鼠标应变和锻炼没有意义。天生的菌株,在体重增加有显著差异的交货和SED团体C57BL / 6, 129 / SvJ, DBA / 2株。有显著减少体重增加的C57BL / 6岁应变锻炼12周后,观察体重增加而显著增加的前任集团129 / SvJ DBA / 2小鼠品系,相比的SED组(图2 (c))。确认与食物摄取身体体重的相关性,我们分析了SED的食物摄入量和EX组。鼠标菌株主题之间的影响,运动,和鼠标应变和运动显示意义重大, 价值和 值显示在图2 (c)和2 (d)。运动的影响在某些品系小鼠进食;食物摄入量显著增加前组的C57BL / 6, BALB / c和DBA / 1菌株相比SED组(图2 (d))。相比之下,C57BL / 6株之间呈反向相关锻炼和体重增加,身体和BALB / c和DBA / 1老鼠体重无显著变化或食物摄入量(数据2 (c)和2 (d))。

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图2
开始时体重(8周的年龄)(a)和结束(12周的年龄)(b)的运动及其对照组( 每组)。体重增长分析由计算体重的差异在12周,8周(c),食物摄入量是计算从四周实验期间的平均摄入量和表达为g /鼠标/周(d)。 价值和 主题之间的价值影响鼠标应变,锻炼,和鼠标应变和运动显示在图。 表明久坐和运动组(之间的显著差异 );数据显示为±SEM。
3.2。应变和锻炼对细胞增殖的影响

观察海马的神经祖细胞的增殖9鼠标菌株,以及他们对4周的跑步机运动的影响,细胞subgranular齿状回区沾增殖标记Ki67, Ki67的平均数计算免疫反应性的细胞。SED组,有不同的人口水平Ki67-positive在不同品系小鼠细胞(图3 (b))。Ki67-positive细胞的数量如表所示1。值得注意的是,的意思是数量Ki67-positive C57BL / 6小鼠细胞最高(20.00±1.58,数字3(一个)和3 (b)、表1)和最低的DBA / 2小鼠(2.40±0.51,数字3(一个)和3 (b)、表1)。类似数量的齿状回Ki67-positive细胞中观察到的其他菌株,包括AJ, 129 / SvJ影响,只有FVB和BALB / c株(表1)。

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(b)
图3
免疫组织化学Ki67的久坐不动的老鼠和锻炼的齿状回9不同菌株(a)。GCL,颗粒细胞层;毫升,分子层;波尔,多态层。比例尺= 100μm。定量分析每段Ki67-positive核久坐和锻炼的老鼠(b) ( 每组); 表明久坐和运动组(之间的显著差异 )。数据显示为±SEM。
菌株 CB7BL / 6 j / J BALB / c 摘要:HeJ FVB 129 / SvJ DBA / 1 DBA / 2 只有几 增加%
的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE
ki - 67 SED 20.00 ±1.58 11.60 ±0.24 8.00 ±0.32 9.80 ±1.46 8.40 ±0.93 10.00 ±0.89 8.00 ±0.71 2.40 ±0.51 9.00 ±1.22
扩散 前女友 32.20 ±2.97 18.20 ±0.86 12.40 ±1.03 16.40 ±2.48 13.00 ±0.95 18.60 ±0.93 12.60 ±1.44 3.40 ±0.98 16.20 ±0.86
增加% 161.00 156.90 155.00 167.35 154.76 186.00 157.50 141.67 ns 180.00 162.24
克莱斯勒 SED 122.80 ±4.86 73.60 ±2.91 47.20 ±2.40 73.40 ±1.12 60.00 ±2.77 79.20 ±5.34 45.40 ±4.79 31.00 ±4.18 71.60 ±5.91
分化 前女友 210.2 ±4.89 108.6 ±2.94 68.4 ±3.49 97.2 ±7.44 82.2 ±6.26 127.2 ±2.48 73.00 ±1.10 45.20 ±4.31 97.8 ±3.62
增加% 171.17 147.55 144.92 132.43 137.00 160.61 160.79 145.81 136.59 148.54
BrdU / NeuN + / + SED 21.20 ±1.81 8.00 ±1.05 5.00 ±0.55 6.40 ±1.03 6.00 ±0.55 7.80 ±0.73 4.40 ±1.25 2.20 ±0.37 12.40 ±0.51
成熟和生存 前女友 31.00 ±2.18 15.60 ±1.69 10.80 ±1.50 11.60 ±1.21 9.00 ±0.55 12.80 ±1.65 9.80 ±0.58 4.00 ±0.77 18.20 ±1.74
增加% 146.23 195.00 216.00 181.25 150.00 164.10 222.73 181.82 ns 146.77 160.39
CB7BL / 6 J / J Balb / c 摘要:HeJ FVB 129 / Svj DBA / 1 DBA / 2 只有几
的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE 的意思是 SE
细胞成熟的功效 SED-BrdU + NeuN / Ki67 106.00 ±16.61 69.09 ±9.16 63.17 ±7.70 72.99 ±18.17 76.31 ±11.45 78.14 ±3.55 56.39 ±16.57 125.00 ±46.10 154.08 ±32.48 85.59
EX-BrdU + NeuN / Ki67 96.27 ±13.39 85.32 ±7.87 91.78 ±16.63 75.12 ±11.02 70.51 ±5.91 69.09 ±8.97 80.87 ±7.48 136.43 ±20.40 113.38 ±11.96 88.56
交货/ SED % 90.82 123.49 145.28 102.93 92.40 88.42 143.41 109.14 73.59 108.65
SED-BrdU + NeuN /克莱斯勒 17.26 ±1.34 11.04 ±1.65 10.60 ±0.98 8.70 ±1.39 9.96 ±0.70 9.79 ±0.36 9.80 ±2.84 7.80 ±1.71 17.70 ±1.31 10.79
EX-BrdU + NeuN /克莱斯勒 14.75 ±10.64 14.34 ±1.48 16.10 ±2.47 12.16 ±1.40 11.12 ±0.82 10.06 ±1.32 14.63 ±0.87 8.62 ±0.87 18.78 ±2.16 12.96
交货/ SED % 85.43 129.95 151.85 * 139.72 111.63 102.75 149.40 * 110.52 106.13 121.57
表1
总结NSC增殖、分化和成熟的神经元数量在鼠标菌株,和功效融入成熟神经元的增殖NSC和分化成神经细胞。( 每组); 表明久坐和运动组(之间的显著差异 ), 表明久坐和运动组(之间的显著差异 )。数据显示为±SEM。NSC:神经干细胞。

SED组相比,Ki67-positive细胞数量显著增加齿状回的前任集团在所有鼠标菌株除了DBA / 2(表压力1)。Ki67-positive细胞的百分比增加EX组为每个鼠标应变如表所示1。增殖细胞最显著增加(186.00%),129 / SvJ应变运动后,至少显著增加DBA / 2株(141.60%)。在所有菌株,Ki67-positive细胞的平均数量在齿状回前组相比增加到162.24%在SED组(表中1)。 补充表中的价值1从LSD事后分析相比保存组。统计分析在鼠标应变也表现主题之间的影响,运动,和鼠标应变和锻炼。鼠标菌株主题之间的影响,运动,和鼠标应变和运动显示显著。 价值和 值显示在补充表1。

3.3。应变和锻炼对成神经细胞分化的影响

Doublecortin(克莱斯勒)免疫组织化学,这是一个标记为分化成神经细胞中发现subgranular齿状回区,用于检查基底的影响水平的成神经细胞分化和4周的跑步机运动对海马神经祖细胞的分化。SED组的平均数量DCX-immunoreactive成神经细胞在每个鼠标应变(数据是不同的4(一)和4 (b))。的平均数量DCX-immunoreactive成神经细胞在C57BL / 6 j应变最高(128.80±4.86,数据4(一)和4 (b)、表1DBA / 2株)和最低(31.00±4.18,数字4(一)和4 (b)、表1)。我们把动物菌株分为2组:那些有一个中间的DCX-immunoreactive成神经细胞和较低的数字。DCX-immunoreactive的数量成神经细胞中间组是60.00 - -79.20细胞,包括129 / SvJ AJ,影响,只有和FVB株(图4 (b)和表1)。相比之下,BALB / c, DBA / 1, DBA / 2株45.40 - -47.20 DCX-immunoreactive成神经细胞,包括在低组(图4 (b)和表1)。

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图4
doublecortin免疫组织化学(克莱斯勒)的久坐不动和运动小鼠齿状回9不同菌株(a)。GCL,颗粒细胞层;毫升,分子层;波尔,多态层。比例尺= 100μm。定量分析DCX-immunoreactive成神经细胞每节久坐和锻炼的老鼠(b) ( 每组); 表明久坐和运动组(之间的显著差异 ), 表明久坐和锻炼团体之间的显著差异( )。数据显示为±SEM。

锻炼的数量显著增加DCX-immunoreactive成神经细胞相比,所有老鼠菌株的齿状回各自的菌株在SED组,如表所示1。DCX-immunoreactive数量的增加成神经细胞是最著名的在C57BL / 6株(增加171.17%)和最低(132.43%),影响HeJ(表压力1)。 补充表中的价值2从LSD事后分析相比保存组。统计分析在鼠标应变也表现主题之间的影响,运动,和鼠标应变和锻炼。鼠标菌株主题之间的影响,运动,和鼠标应变和运动显示意义。 价值和 值显示在补充表2。

3.4。应变的影响和锻炼融入成熟的颗粒细胞

在这项研究中,我们量化BrdU NeuN double-positive GCL评估融入细胞成熟的齿状回颗粒细胞,意味着许多NeuN和BrdU double-positive细胞计算比较应变和运动神经发生的影响。SED组,BrdU NeuN double-positive细胞中最丰富的C57BL6应变(21.20±1.93,图5(一个)和表1)相对于其他鼠标菌株和最丰富的DBA / 2(2.20±0.37,图5(一个)和表1)。只有几株也有大量的BrdU和NeuN double-positive细胞在齿状回,而其他菌株有中间BrdU和NeuN double-positive细胞(数字5(一个)和5 (b)、表1)。前组,NeuN / BrdU double-positive细胞SED组相比显著增加在所有9鼠标菌株,(表1)。的平均数NeuN / BrdU double-positive细胞所有鼠标菌株为160.39%,和增加NeuN / BrdU double-positive细胞最突出的DBA / 1 / J菌株和最著名的C57BL / 6和ICR小鼠(表1)。

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图5
双重免疫荧光染色法对BrdU(红色)和NeuN(绿色)齿状回的久坐不动的老鼠和锻炼9不同的菌株(a)。GCL,颗粒细胞层;毫升,分子层;波尔,多态层。比例尺= 100μm。定量分析BrdU和NeuN double-labeled细胞每节久坐不动的老鼠和运动(一)( 每组);定量细胞数量的BrdU(红色)和NeuN(绿色)double-positive细胞(b); 表明久坐和运动组(之间的显著差异 ), 表明久坐和运动组(之间的显著差异 )。数据显示为±SEM。

BrdU的比率和NeuN double-positive细胞和DCX-immunoreactive成神经细胞(BrdU + NeuN /克莱斯勒)也计算如表所示1。BrdU + NeuN /克莱斯勒的比例最高(17.70%),ICR小鼠和最低(7.80%),DBA / 2小鼠。前组的比例BrdU + NeuN /克莱斯勒是最突出的ICR小鼠(18.78%),和最著名的(8.62%),DBA / 2小鼠(表1)。其他鼠标菌株没有任何明显的这一比率差异组(表1)。 补充表中的价值3从LSD事后分析相比保存组。统计分析在鼠标应变也表现主题之间的影响,运动,和鼠标应变和锻炼。鼠标菌株主题之间的影响,显示重要的和锻炼锻炼,和鼠标应变和运动不重要。 价值和 值显示在补充表3。

4所示。讨论

我们的基本目标是调查不同的细胞增殖,分化成神经细胞,融入成熟的齿状回颗粒细胞和评估跑步机锻炼的功效在安的人口9鼠标菌株。老鼠在这项研究中,我们选择9株,广泛应用于生物医学研究,以及鼠标家谱组,用有用的单核苷酸多态性标记的分类按遗传关系,导致组织102株分成7家谱组(25]。在这份报告的基础上,一个/ J, BALB / c和影响HeJ菌株被包括在组1,组2 FVB应变,C57BL / 6 J菌株在4组,129 x1 / SvJ菌株在5组,和DBA菌株在6组(25]。我们观察到细胞增殖和分化成神经细胞在正常小鼠C57BL / 6 > (A / J = 129 x1 / SvJ) >影响HeJ > ICR > FVB > BALB / c > DBA / 1 > DBA / 2。此外,集成到成熟神经元的功效是C57BL / 6 > ICR > (A / J = 129 x1 / SvJ) >影响HeJ > FVB > BALB / c > DBA / 1 > DBA / 2。这些结果表明,潜在的神经发生在C57BL / 6和ICR最突出的菌株,最低的DBA / 2株。这些结果与先前的报道是一致的,即前驱细胞增殖和净生产新的神经元C57BL / 6株高明显(26- - - - - -28]。另一方面,我们发现,DBA / 1和DBA / 2株细胞增殖能力较低,在齿状回成神经细胞分化。

在目前的研究中,ICR小鼠有较高比例的BrdU + NeuN /克莱斯勒比其他株阳性细胞。这一结果表明,有一个更高的功效为一体的成神经细胞为成熟神经元ICR小鼠相比其他8近交品系小鼠。这一结果与先前的研究一致表明,扩散在C57BL / 6株最高,和新生细胞的存活率最高的ICR应变(3]。其他的研究报道较低的细胞增殖在FVB /新泽西,只有和BALB / c小鼠相比,在C57BL / 6 j应变(20.,29日),没有存活细胞的数量差异C57BL / 6 j和FVB /新泽西老鼠(29日]。此外,DCX-immunoreactive成神经细胞更丰富的C57BL / 6株的ICR和BALB / c小鼠20.]。然而,他们没有观察到任何数量的显著差异Ki67——DCX-immunoreactive BALB / c和ICR小鼠之间的细胞(20.]。这种差异与我们的数据可能与不同的实验范式和相关组织使用的处理方法。在这项研究中,我们使用我们的动物在12周的年龄和脾组织30μ米厚度,虽然以前的研究使用老鼠在8周的年龄也与5的厚度μm和使用石蜡包埋(20.]。

了多方面的证据表明有strain-dependent各种表型的差异,包括hippocampus-dependent学习和记忆和长期势差在海马体(LTP)。电生理和行为测试显示strain-dependent LTP的差异和hippocampal-dependent学习记忆C57BL / 6, CBA / J, DBA / 2 J和129 svems老鼠30.]。特别是C57BL / 6小鼠表现出持久的并口,行为得分更高,更好的长期记忆,而DBA / 2 J和CBA / J小鼠表现出缺乏长期记忆(30.]。在应对行为任务刺激,观察表型差异在近交品系小鼠和尤为显著:在行为C57BL / 6和DBA / 2小鼠表型。莫里斯在开放田地试验和水迷宫任务,C57BL / 6小鼠表现好于其他近亲交配的菌株,和DBA / 2表现更糟30.]。等其他C57 substrains C57BL / 10, C57BR, C57L,显示更高水平的空间记忆,更持久的LTP和减少焦虑行为(30.]。观察到的行为和电生理学的C57BL / 6小鼠优势和劣势的DBA / 2小鼠(30.)与我们的数据一致。此外,我们的研究结果表明,C57BL / 6小鼠有最大NSC人口和NSC血统,而DBA / 2有一个小NSC人口和NSC血统。安在9品系小鼠表型的差异与真正的固有的遗传背景,和行为的差异测试,LTP,和SNP标记可能与我们的数据在细胞增殖,分化和生存。

有证据表明,新生成的神经元导致学习和记忆功能,突触的形成,和融入海马网络电路(31日- - - - - -33]。新海马体神经元做出独特贡献海马功能;在不同的成熟阶段,细胞NSC血统也在海马扮演独特的角色功能(34]。许多研究表明,新生神经元在海马体中发挥潜在作用模式分离和记忆的擦除35]。目前的研究也表明,成人齿状颗粒神经元参与模式分离出生和齿状颗粒神经元的激活36]。这一系列的研究表明,安和相关新生成的神经元,以及集成的神经元,导致海马学习功能。前面提到的strain-dependent差异表现在行为测试,LTP (30.),基础水平的安可能调节海马功能和确定不同的海马体在鼠标菌株表型。几个海马神经表型相关的基因是不同的八个近交品系小鼠(A / J, Balb / cByJ,影响/ HeJ C57BL / 6 J, DBA / 2 J, FVB /新泽西、SJL / J - 129 s1 / SvImJ) (36]。这些基因表达的差异可能与海马的表型差异(36]。此外,C57BL / 6株表现良好记忆任务,包括莫里斯水迷宫和上下文恐惧条件反射测试,而DBA / 2菌株在两个测试中表现不佳(17]。在我们的研究中,strain-dependent安还表明,水平的差异有一个遗传背景的影响,这可以解释strain-dependent记忆功能的差异。此外,新生儿和集成的神经元之间的人口差异9鼠标菌株可以解释海马的学习和记忆功能的差异。

在目前的研究中,我们无法解释的因素诱发神经发生鼠标菌株之间的差异。有报告,然而,孕烯醇酮硫酸盐(怀孕的)水平差异的一个重要因素中观察到的菌株的神经发生。在DBA / 2株,怀孕的水平明显低于在C57BL / 6, BALB / c, ddY,和只有几株,而硫酸脱氢表雄酮(DHEAS)浓度在DBA / 2菌株明显高于其他菌株37]。怀孕的是促进神经发生(38和增加新生成的细胞的生存39]。此外,怀孕的改善空间认知能力,以及改善减少新生神经细胞的生存和成熟在阿尔茨海默病小鼠模型(40]。相比之下,脱氢表雄酮增加Akt激活水平,减少细胞凋亡(41]。

海马的神经发生监管每一层细胞增殖,分化成神经细胞,和生存。调节神经发生控制在许多范例,包括体育锻炼(8,42]。体育锻炼增强了安和改善学习和记忆和长期势差43]。在目前的研究中,我们观察到体育锻炼显著增加细胞增殖,分化成神经细胞,并集成到成熟的神经元在老鼠8株,但不是DBA / 2株。这个结果是符合我们在我们以前的研究表明,体育锻炼增加神经发生和树突的数量DCX-immunoreactive成神经细胞在齿状回44- - - - - -46]。体育锻炼的响应能力是BALB / c株中最重要、最显著的C57BL / 6株。这个结果与之前的研究一致表明,竞选43天增加神经发生在最大的程度上在BALB / cByJ老鼠和C57BL / 6小鼠最少的程度(28]。

运动的机制增加了安也可能被解释成系统改善和神经营养因子的变化,信号pathway-related配体和受体。锻炼增加血管的生长在海马体和海马齿状回的血流量(8,47]。此外,运动训练增加海马和改善记忆功能的大小,也减少老年人海马区域的正常收缩(9]。神经发生的一些调查提供线索雄激素的中介;轻度锻炼增加神经通过增加雄性海马的酶和雄激素的受体(48]。锻炼提高的生产和分泌脑源性神经营养因子(BDNF)和mRNA表达的受体酪氨酸激酶(TrkB),在海马体(49- - - - - -52]。抑制脑源性神经营养因子的作用与TrkB-IgG块运动对下游通路的影响受BDNF对突触可塑性很重要,包括营反应元件结合蛋白(分子)和synapsin我50]。其他研究也表明,体育锻炼增加神经诱导的胰岛素样生长因子- 1和血管内皮生长因子(53,54),对LTP通过改变也有有益的影响N甲基-D天冬氨酸亚基的贡献(55]。

总之,我们表明,基底strain-dependent安的差异,以及不同的体育锻炼的效果在安9鼠标菌株。在正常小鼠C57BL / 6小鼠安是最丰富,最丰富的DBA / 2小鼠。然而,融入成熟神经元在ICR小鼠最有效。体育锻炼的响应能力是最突出的BALB / c株,在C57BL / 6株和最突出。选择正确的纯系小鼠应变为转基因或基因敲除小鼠模型为常见的神经学上的研究需要大量的知识为每个纯系小鼠表型应变的起源。此外,知识近交品系小鼠之间的表型差异可能有助于我们理解strain-dependent遗传影响安,可能因此帮助选择正确的方法生成一个合适的动物疾病模型。我们的数据显示不同程度的基底安水平9鼠标菌株。因此,在安的设计研究中,有必要考虑在每个大鼠品系安相关的遗传差异。我们的研究还表明,身体活动水平在这项研究中,比如跑步机锻炼,应该考虑。当前方法揭示安使用反向遗传学机制,但清楚的说明机制差异安需要与不同品系小鼠遗传学方法。 These results provide information for the selection of appropriate mouse strains and the ideal conditions for AHN experiments in the field of neuroscience.

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突。

确认

这项工作是支持的基础科学研究项目通过韩国国家研究基金会(NRF)由教育部(NRF - 2015 r1d1a1a01059314)和由韩国鼠标表现型项目(NRF - 2015 m3a9d5a01076747)科技部,ICT,和未来规划通过国家研究基金会(NRF),韩国。本研究部分支持的兽医科学研究所,首尔国立大学。

补充材料

表1:统计数据在9品系小鼠增生性的存在和运动的影响。红框表示显著增加和一个蓝色框表示保存组相比显著降低。 表中的值显示相比保存组获得LSD事后分析。主客体之间的影响 价值和 鼠标的应变,锻炼,和鼠标应变和锻炼( 每组)。表2:统计数据的区分成神经细胞在老鼠9株和运动的影响。红框表示显著增加和一个蓝色框表示保存组相比显著降低。 表中的值显示相比保存组获得LSD事后分析。主客体之间的影响 价值和 鼠标的应变,锻炼,和鼠标应变和锻炼( 每组)。表3:统计数据的集成在9品系小鼠神经元和运动的影响。红框表示显著增加和一个蓝色框表示保存组相比显著降低。 表中的值显示相比保存组获得LSD事后分析。主客体之间的影响 价值和 鼠标的应变,锻炼,和鼠标应变和锻炼( 每组)。(补充材料)

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