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摘要 本文总结了各个成熟神经元亚型的标记物，包括了中间神经元、运动神经元及神经递质能神经元（谷氨酸能神经元、GABA （γ-氨基丁酸 ）、多巴胺能神经元等）。同时对能应用于免疫荧光的产品做了标注。 神经元，可以说是细胞界中独特的存在！当我们认真审视各种神经元时，会发现神经元背后洋溢着生命的智慧，同时也散发出一种与众不同的艺术美感。通过对神经元的染色处理，竟然可以得到好似用简洁优雅的线条勾勒出的“水墨视网膜”（图1），瞬间让人感受到东方艺术般的禅意美感。  图1. 水墨视网膜 （图片来自格雷格. 邓恩博士） 这种艺术美感是源于精准的科研而又超越了科研。相信不少做过神经染色的学生也有过猛然发现自己染片蒙上艺术的光芒。 不仅如此，神经元的染色复杂细致，之前小编介绍了未成熟神经元和成熟神经元的染色攻略（《各神经元marker的染色攻略，请收下》），但其实，成熟神经元还有很多亚型，他们也有各自的标志物，接下来将作进一步的介绍。研究各个亚型的神经元，可以了解各神经祖细胞的分化状态并预测相关神经疾病，为治疗各神经相关的疾病提供靶标基础。 图2. 成熟神经元亚型的标志物 （来自CST官网） 如图2所示，中间神经元（Interneurons)表达多种钙结合蛋白（calbindin 和 calretinin），而运动神经元(Motor Neurons)则表达同源框基因 HB9。分泌神经递质的神经元(Neurotransmitters)可通过化学合成和分泌所需的以下酶/转运蛋白来区分：囊泡谷氨酸转运体 1/2 (VGLUT1/2)（谷氨酸能神经元）、谷氨酸脱羧酶 1/2 (GAD1/2)（γ-氨基丁酸能神经元）、醛脱氢酶 1 家族成员 A1 (ALDH1A1) 和酪氨酸羟化酶 (TH)（多巴胺能神经元）、色氨酸羟化酶（羟色胺能神经元）以及胆碱乙酰转移酶 (ChAT)（胆碱能神经元）。 下表总结了各成熟神经元亚型的Marker名称。 来自：CST官网详情页面 以下将介绍各中间神经元、运动神经元及神经递质的标志物的具体特点。 中间神经元 钙结合蛋白-小清蛋白受体（Calbindin-Parvalbumin receptors） 不同亚家族的钙结合蛋白均可调节第二信使钙。钙结合蛋白、钙调蛋白、S-100、小白蛋白和肌钙蛋白 C 都是低分子量钙结合蛋白家族的成员。钙结合蛋白在中枢神经系统的离散神经元集群中表达，被认为是一种胞内钙离子缓冲蛋白。大多数浦肯野细胞在神经元开始迁移和分化时表达钙结合蛋白。相比之下，其他钙离子缓冲蛋白（如小白蛋白）在发育期间后表达，并且随着神经元活性的增加而增加。 促泌素（Secretagogin ） 促泌素 (SCGN) 是一种胞质钙结合蛋白，与钙结合蛋白-D28k (CALB1) 和钙网膜蛋白 (CALB2) 具有同源性。促泌素蛋白从朗格汉斯岛和胰岛素瘤细胞上分离，并在胰腺中高表达，但在甲状腺、肾上腺髓质、胃、小肠和结肠中表达下降 。对促泌素 cDNA 的克隆和序列分析表明，相应蛋白包括 六 个 EF 手形钙结合域串联重复序列。促泌素和囊泡运输蛋白（包括 SNAP25、SNAP23、ARFGAP2 和 DOC2A）之间的相互作用表明 SCGN 可能在神经递质和激素释放中发挥作用。检测胎脑和发育脑中促泌素表达的研究表明，这种钙结合蛋白在分化、脑布线和神经元发育中发挥作用。 钙网膜蛋白（Calretinin） 钙网膜蛋白（29 kDa 钙结合蛋白、钙结合蛋白 2）是 CALB2 基因编码的 EF 手形家族的一种钙结合蛋白。它在视网膜、听觉系统和小脑颗粒细胞的不同神经元细胞群中的表达不同于同源家族成员钙结合蛋白-d28kd，并且是丘脑下核及黑质特异性神经元细胞亚群的一个标记物。钙网膜蛋白已表明在调节神经元兴奋性和诱导长期增强作用方面起着重要作用。研究表明，从病理上来说，钙网膜蛋白是上皮间皮瘤的一种选择性标记物，这使它成为与腺癌区别开来的一个诊断工具。 血管活性肠多肽（VIP） 血管活性肠多肽 (VIP) 是一种作为前体而合成的神经肽，可加工成为有 28 个残基的活性成熟肽。VIP 由神经元、内分泌和免疫细胞产生，在多个组织中表达，与其多种生物功能一致。VIP 通过激活两个属于 G 蛋白偶联受体家族的受体 VPAC1 和 VPAC2 起作用，并且具有多种作用，如血管舒张、调节平滑肌细胞收缩以及胃肠道血流。此外，VIP 还参与调节 T 细胞分化 和免疫抑制。 运动神经元 神经元素2（Neurogenin 2） 神经元素 2 (Ngn2, NeuroG2) 是一种前神经元碱性螺旋-环-螺旋 (bHLH) 转录因子，也是神经元素家族的一员，该家族包含神经元素 1 和神经元素 3。神经元素 2 在神经元祖细胞中表达，并且是谷氨酸能神经元产生所必需的，通常用作神经元分化的一个标准品。神经元素 2 可上调许多靶标，包括 bHLH 转录因子 NeuroD。Ngn2 在 Tyr241 位点的磷酸化可调控皮质神经元的迁移和树突形态。 分泌神经递质的神经元 谷氨酸能神经元 VGLUT1/2 谷氨酸能神经元可释放谷氨酸，这是最常见的兴奋性神经递质。它们的突触囊泡充满由囊泡谷氨酸转运蛋白 (VGLUT) 转运来的谷氨酸。VGLUT1（也称溶质转运蛋白家族 17 成员 7 (SLC17A7)）最初被发现为一种无机磷酸盐转运蛋白。尽管与神经递质转运蛋白没有同源性，VGLUT1 后来被证明是一种对谷氨酸能神经元具有特异性的谷氨酸转运蛋白。VGLUT2 和 VGLUT3 与 VGLUT1 紧密相关，并且还与突触囊泡的谷氨酸摄入有关，但能界定不同神经元亚群。VGLUT1 和 VGLUT2 是最丰富的同工型。VGLUT1 在皮质、海马和小脑皮质中表达，而 VGLUT2 则主要在丘脑中被发现。VGLUT3 在听觉系统的毛细胞中表达。 GABA （γ-氨基丁酸 ）能神经元 DARPP-32 DARPP-32（多巴胺和环腺苷酸调节的磷蛋白，相对分子质量 32,000）是一种在新纹状体中型棘神经元中高度富集的胞质蛋白，还是一种调控丝氨酸/苏氨酸激酶和丝氨酸/苏氨酸磷酸酶活性的双功能信号转导分子。多巴胺能通过 D1 受体刺激 DARPP-32 的磷酸化以及 PKA 的激活。PKA 在 Thr34 位点磷酸化 DARPP-32 会转化成蛋白磷酸酶 1 的抑制剂。DARPP-32 在 Thr75 位点被周期素依赖性激酶 5 (CDK5) 磷酸化后会转化成 PKA 抑制剂。DARPP-32 基因靶向缺失的小鼠的生化、电生理和行为表型会发生改变 。 GAD1/2 谷氨酸脱羧酶 (GAD) 负责从 L-谷氨酸合成必要的神经递质 γ-氨基丁酸 (GABA)。GAD1 (GAD67) 和 GAD2 (GAD65) 在神经系统和内分泌系统中表达 ，并认为二者分别涉及突触传递 和胰岛素分泌。针对 GAD2 的自身抗体可以充当 I 型糖尿病的标记物。罹患成人发作型疾病（称作 Stiff Person 综合征 (SPS)）的众多个体，也表达针对 GAD2 的自身抗体。 Neuropeptide Y 神经肽 Y (NPY) 是一种 36 氨基酸肽，属于胰多肽 (PP) 家族，该家族还包含肽 YY (PYY)。成熟 36-残基 NPY 是由一个较大的初前 97-残基 NPY 前体通过肽产物的一系列二碱基位点剪切反应和羧基末端酰胺化而产生。NPY 在中枢神经系统中广泛表达，并通过 G 蛋白偶联受体家族的 5 个不同受体 (Y1-Y5) 的刺激发挥作用。下丘脑中的 NPY 通过激活 Y1 和 Y5 受体发挥促食欲活性。NPY 通过 Y1 和 Y2 受体对成骨细胞活性的调节以及睾丸血管中活化 Y1 受体对睾酮分泌的调节参与骨平衡的控制。研究表明，NPY 活性和信号转导的调节是研发食欲控制和减肥药的一种潜在策略。 多巴胺能神经元 ALDH1A1 醛脱氢酶家族是一个大型酶家族，可将代谢过程中形成的乙醛氧化成羧酸。ALDH1A1 是乙醛脱氢酶在肝细胞质中的同工型，与乙醇脱氢酶共同在乙醇代谢的主要通路中发挥作用。ALDH1A1 也称视黄醛脱氢酶 1，参与视黄醇代谢，将视黄醇转化为视黄酸。近期研究表明，通过 ALDH1A1 控制视黄醇信号转导，可能会影响造血干细胞的分化。目前，ALDH1 同工型作为预测疾病的生物标记物引起了广泛关注。许多研究表明，ALDH1A1 是一种潜在的癌症干细胞标志物，对多种肿瘤类型具有药物抗性，如黑色素瘤、肺癌和恶性胶质瘤。 FoxA2 叉头框 (Forkhead box) 蛋白 A2（FoxA2，也称作肝细胞核因子 3β 或 HNF3β）是一个转录因子，在肝细胞功能中发挥重要作用。FoxA2/HNF3β 对空腹时肝脏糖异生基因表达的激活必不可少。FoxA2/HNF3β 与协同因子 PGC-1β 一起，可以刺激脂肪酸 β 氧化基因表达，增强脂肪酸代谢。FoxA2/HNF3β 与 PGC-1β 一起，还可以激活微粒体甘油三酯转运蛋白 (MTP) 的表达，促进 VLDL 分泌。FoxA2/HNF3β 除了在代谢综合症中发挥的作用外，对小鼠胚胎内胚层和中线结构的发育至关重要。 GIRK2 GIRK2 是 G 蛋白内部偶联调整钙通道家族蛋白成员 (GIRK)。GIRK 家族蛋白可使钙流入细胞中，因此可控制中枢神经系统、心脏和胰腺的细胞应激性。大多数 GIRK 通道活性都需要异源亚基和 ATP的存在。GIRK2 在脑中广泛表达，参与疼痛知觉。它也是末梢区域阿片类介导的痛觉缺失所必需的。此外，GIRK2 定位在胰腺 β 细胞中，可调控胰岛素分泌。GIRK2 编码KCNJ6基因突变与 Keppen-Lubinsky 综合征有关，这是一种罕见疾病，病症为发育严重迟缓、面部畸形以及智力残疾。 LMXB1 LIM 同源盒转录因子 1 β (Lmx1B) 是进化上较保守的转录因子家族的一员，可调节脊椎动物和无脊椎动物的发育模式形成。多个发育研究表明，Lmx1B 是脊椎动物背腹侧肢的形成、正常肾小球基膜发育以及中央血清素激活神经元的常规分化所必需的。 相应 Lmx1B 基因的突变与甲髌综合症 (NPS) 有关，NPS 是一种常染色体显性疾病，表现为指甲发育不良、骨骼异常和频繁的肾疾病。发育性青光眼和特发性帕金森病等异常发育障碍也与 Lmx1B 功能有关。 Tyrosine Hydroxylase 酪氨酸羟化酶 (TH) 能催化神经递质多巴胺和其他儿茶酚胺合成的限速步骤。TH 是一个四聚体，它的每个亚基都有一个调节和催化结构域，并且存在许多不同同工型。胚胎发育需要这种酶，因为 TH 敲除的小鼠会在出生时或之前死亡。转录、翻译和翻译后修饰水平均能调节 TH 活性。氨基末端调节结构域包含三个丝氨酸残基：Ser9、Ser31 和 Ser40。PKA 磷酸化 Ser40 会正调控 TH 的催化活性。CDK5 磷酸化 Ser31 还会通过稳定 TH 蛋白水平增强 TH 的催化活性。 羟色胺能神经元 Tryptophan Hydroxylase 色氨酸羟化酶 (TPH) 是5羟色胺生物合成中的限速酶，该过程通过转换色氨酸至 5-羟基-L-色氨酸实现。TPH 存在两种同工型：TPH-1 主要在外周表达，而 TPH-2 的表达被限制于神经元细胞和中枢神经系统。人体大部分 5-羟色胺均由 TPH-1 在胃肠道的肠嗜铬细胞中合成。靶向干扰tph1基因可导致组织和循环系统中 5-羟色胺水平低，tph2 基因的多态性和调节与认知、情感和精神疾病有关。 CST提供的成熟神经元亚型的 marker 相关产品见如下表1，其中IF-F 表示可以做冰冻切片的免疫荧光，IF-IC表示可以做细胞的免疫荧光。CST 神经元的标记物基本可以做免疫荧光，只是样本的类型有差异，请选择时注意应用是IF-F还是IF-IC。 中间神经元
运动神经元
谷氨酸能神经元
GABA （γ-氨基丁酸 ）能神经元
多巴胺能神经元
羟色胺能神经元
最后，愿探索神经科学的你，发现更多全新的艺术美！ |
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