雌雄鸣禽前脑控制发声学习核团HVC、RA和IMAN核存在明显的性双态性,这种组织结构上的差异决定了一般雄性鸣禽善鸣而雌性不会鸣啭,然而这种性双态性的产生机制至今仍不清楚。本项目首先研究这些核团性双态性发育的可塑性变化过程及关键时期,然后应用基因差异筛选技术找出控制RA和IMAN核发生可塑性变化的关键基因和调控因子;应用原位分子杂交方法构建轴突生长相关蛋白GAP-43和萎陷蛋白collapsin-1 cDNA探针,研究鸣禽在发育期间前脑发声脑区神经联系建立的差异;应用DNA合成示踪剂及组织培养方法,通过施加不同性激素及各种神经营养因子,研究HVC中新生神经元产生、分化及存活规律,以及HVC、RA和MAN核在性双态性分化过程中的细胞调亡引起的核团分化机制。此项研究对揭示高等动物脑性双态性发育过程及分化机制具有重要意义,同时为最终揭示人类语言现象和中枢神经可塑性提供重要资料。
雌雄鸣禽前脑控制发声学习核团HVC、RA和LMAN存在明显的性双态性,这种组织结构上的差异决定了一般雄性鸣禽善鸣而雌性不会鸣啭,然而这种性双态性产生的机制至今仍不清楚。本项目应用[3H]放射自显影、神经示踪、神经细胞组织培养、基因差异筛选和原位杂交等技术,对影响雌雄鸣禽性双态产生的分子调控机制进行了研究。实验结果表明(1)鸣禽发育早期室管膜区(VZ)神经前体细胞的起源和增殖在雌雄鸣禽中存在明显差异,雄性靠近HVC发声最高中枢下方的VZ脑区中的神经前体细胞的分布密度显著超过雌性;(2)通过对Bcl家族主要成员及突触发育和凋亡相关基因GAP-43, Collapsin, Caspase-3等分子的研究表明,在鸣禽发育不同阶段这些分子的表达不同,在雌雄之间也存在显著差异;(3)应用基因差筛获得了9个有意义的差异片断,其中3个在前脑发声控制脑区存在特异表达。本研究对深入揭示鸣禽发声控制核团神经发育及性双态形成机制提供了有价值的参考资料。