臺灣博碩士論文加值系統

介白素15是一種細胞激素，在免疫系統中主要刺激細胞毒殺型T細胞的增生以及誘導自然殺手細胞的成熟。介白素15必須和細胞膜上的介白素15受體結合，才能活化下游的訊息傳導路徑，進而調控特定基因的轉錄。由於介白素15對於非免疫系統的影響所之甚少，對於中樞神經方面的研究更是無所知悉。神經幹細胞是一種多潛能性細胞，本身具有自我更新以及分化為各種神經類細胞的能力，包括神經元，星狀細胞，以及寡突膠細胞；而神經幹細胞移植也是目前作為治療神經退化性疾病的主要方法。最近的研究指出在人類胎兒腦中有介白素15 及其受體RNA的表現；星狀細胞以及小神經膠細胞會分泌介白素15；在介白素2缺陷鼠中介白素15的濃度會上升，並伴隨著海馬回的神經新生現象，但兩者並無直接相關。然而介白素的真正作用為何，仍是未知的答案。本實驗想了解介白素15對於神經幹細胞的影響為何。將培養之神經球貼附分化後，觀察受體存在及分布；確認受體存在後給予介白素15，觀察具有受體的細胞受到介白素15刺激後，其本身所具有的專屬蛋白及細胞外型有何變化。在本實驗的結果中指出介白素15受體在神經幹細胞分化過程中，皆有持續性的表現，並且專一地表現在神經元上。給予介白素15刺激後的神經元，其專屬蛋白MAP 2的表現及神經軸突新生作用皆有減少的現象。因此我們認為，介白素15對於神經元發育過程中，可能扮演了一個重要的角色。

Interleukin-15 (IL-15) is a cytokine that can stimulate cytotoxic T-cell proliferation and induce nature killer cell maturation. IL-15 binds to interleukin-15 receptor (IL-15R), then triggers downstream signal transduction to regulate specific gene transcription. Current studies indicated that IL-15 and IL-15Rα were both expressed in human fetal brain, and secreted by astrocytes and microglia. However, the role of IL-15R and the effects of IL-15 on neural stem cells were still not demonstrated. In this study, we identified the distribution of IL-15R, and investigated the effects of IL-15 on the differentiation of neural stem cells. We used neurospheres dissected from cerebral cortex of postnatal Wistar rats to identify the distribution and expression pattern of IL-15R, then observed specific protein expression and morphogenesis after IL-15 treatment. Our results indicated that IL-15R was expressed on neurons, but not on neural stem cells, astrocytes and oligodendrocytes; and IL-15R was expressed continuously on the differentiation of neural stem cells. MAP 2 expression was decreased after IL-15 treatment, but not the β-III tubulin; and neuritogenesis was inhibited by IL-15. Therefore, this study demonstrated that IL-15 might play a non-immune role to affect neuronal development during the differentiation of neural stem cells.

目錄……………………………………………………………………I
正文目錄………………………………………………………………I
圖目錄…………………………………………………………………III
中文摘要………………………………………………………………IV
英文摘要………………………………………………………………VI
第一章 緒言…………………………………………………………1
第一節 介白素15及其受體簡介…………………………………1
第二節 神經幹細胞簡介…………………………………………7
第三節 介白素15在中樞神經系統中扮演的角色………………10
第二章 目的…………………………………………………………11
第三章 材料與方法…………………………………………………13
第一節 神經幹細胞的初代培養…………………………………13
第二節 免疫螢光染色法…………………………………………15
第三節 西方墨點分析法…………………………………………17第四章 結果…………………………………………………………19
第一節 經由初代培養的神經幹細胞具有增生、移動、及分化
的能力……………………………………………………19
第二節 介白素15受體的存在及表現趨勢………………………21
第三節 介白素15受體專一性地表現在神經元中………………22
第四節 介白素15對於神經元特定蛋白表現的影響……………24
第五節 介白素15對於神經元細胞數量、外型、及神經軸突
新生作用的影響…………………………………………25
第五章 討論…………………………………………………………42
第一節 由初代培養所得的神經幹細胞具有增生、移動、
及分化能力之探討………………………………………43
第二節 介白素15受體的存在及表現趨勢之探討………………45
第三節 介白素15受體分布於神經元上之探討…………………46
第四節 介白素15減少MAP 2表現卻無影響β-III tubulin表現之探討………………………………………………………47
第五節 介白素15減少MAP 2-positive及β-III tubulin-positive神經元數量及神經軸突新生作用之探討…………………49
結論……………………………………………………………………51
參考文獻………………………………………………………………52




圖目錄
頁次
圖一 神經幹細胞可以經由增生和聚集的模式形成神經球………27
圖二 由神經幹細胞形成的神經球，其細胞具有移動的能力……28
圖三 由神經幹細胞形成的神經球，其細胞具有分化的能力……29
圖四 介白素15受體的存在…………………………………………30
圖五 介白素15受體的表現趨勢……………………………………31
圖六 介白素15受體並無表現在神經幹細胞上……………………32
圖七 介白素15受體專一性地表現在神經元上……………………33
圖八 介白素15受體並無表現在星狀細胞上………………………34
圖九 介白素15受體並無表現在寡突膠細胞上……………………35
圖十 介白素15受體專一性地表現在神經元上……………………36
圖十一 介白素15減少MAP 2的表現，但不影響β-III tubulin的
表現…………………………………………………………37
圖十二 介白素15明顯減少MAP 2-positive神經元數量及神經軸
突新生作用…………………………………………………38
圖十三 介白素15明顯減少β-III tubulin-positive神經元數量以及
神經元的神經軸突新生作用………………………………40
圖十四 介白素15受體表現時間示意圖……………………………46
圖十五 介白素15影響神經元的神經軸突新生作用示意圖………50

1、Todd A. Fehniger, Michael A. Caligiuri ： Interleukin 15：biology and relevance to human disease. Blood. 2001 1;97(1):14-32.
2、 Jack D. Burton, Richard N. Bamford, Christian Peters, et al ： A lymphokine, provisionally designated interleukin T and produced by a human adult T-cell leukemia line, stimulates T-cell proliferation and the induction of lymphokine -activated killer cells. Proc Natl Acad Sci U S A. 1994 24;91(11):4935-9.
3、 Anderson DM, Johnson L, Glaccum MB, et al ： Chromosomal assignment and genomic structure of IL-15. Genomics. 1995;25:701-706.
4、 Meazza R, Verdiani S, Biassoni R, et al ： Identification of a novel interleukin-15 (IL-15) transcript isoform generated by alternative splicing in human small cell lung cancer cell lines. Oncogene. 1996;12:2187-2192.
5、 Tagaya Y, Kurys G, Thies TA, et al ： Generation of secretable and nonsecretable interleukin 15 isoforms through alternate usage of signal peptides. Proc Natl Acad Sci U S A. 1997;94:14444-14449.
6、 Bazan JF. ： Haemopoietic receptors and helical cytokines. Immunol Today. 1990;11:350-354.
7、 Giri JG, Ahdieh M, Eisenman J, et al. ： Utilization of the beta and gamma chains of the IL-2 receptor by the novel cytokine IL-15. EMBO J. 1994;13:2822-2830.
8、 Giri JG, Kumaki S, Ahdieh M, et al. ： Identification and cloning of a novel IL-15 binding protein that is structurally related to the alpha chain of the IL-2 receptor. EMBO J. 1995;14:3654-3663.
9、 Ihle JN, Witthuhn BA, Quelle FW, Yamamoto K, Silvennoinen O.： Signaling through the hematopoietic cytokine receptors. Annu Rev Immunol. 1995;13 369-398.
10、 Kennedy MK, Glaccum M, Brown SN, et al. ： Reversible defects in natural killer and memory CD8 T cell lineages in IL-15 deficient mice. J Exp Med. 2000;191 771-780.
11、 Yu H, Fehniger TA, Fuchshuber P, et al.： Flt3 ligand promotes the generation of a distinct CD34(+) human natural killer cell progenitor that responds to interleukin-15. Blood. 1998;92:3647-3.
12、 Fehniger TA, Carson WE, Caligiuri MA.： Costimulation of human natural killer cells is required for optimal interferon gamma (IFN- ) production. Transplant Proc. 1999;31:1476-1478.
13、 Reinecker HC, MacDermott RP, Mirau S, Dignass A, Podolsky DK. ： Intestinal epithelial cells both express and respond to interleukin 15. Gastroenterology. 1996;111:1706-1713.
14、 Angiolillo AL, Kanegane H, Sgadari C, Reaman GH, Tosato G. ： Interleukin-15 promotes angiogenesis in vivo. Biochem Biophys Res Commun. 1997; 233:231-237.
15、 Quinn LS, Haugk KL, Grabstein KH.: Interleukin-15 ： a novel anabolic cytokine for skeletal muscle. Endocrinology. 1995;136:3669-3672
16、 Fred HG ： Mammalian neural stem cells. Science. 2000; 287:1433-1438.
17、 Lee YB, Satoh J, Walker DG, Kim SU ： Interleukin-15 gene expression in human astrocytes and microglia in culture. Neuroreport. 1996;7(5):1062-1066.
18、 Uwe KH, Susan AL, Marco P et al ： Mouse brain microglia express interleukin-15 and its multimeric receptor complex functionally coupled to Janus kinase activity. J Biol Chem 1997 ;272(46):28853-28860.
19、 Jun S, Kazuhiro K, Motohiro Y, Yasuo K ： Interleukin-15, a T-cell growth factor, is expressed in human neural cell lines and tissues. J Neurol Sci. 1998;155 (2):170-177.
20、 Kurowska M, Rudnicka W, Maslinska D, Maslinski W ： Expression of IL-15 and IL-15 receptor isoforms in select structures of human fetal brain. Ann N Y Acad Sci. 2002;966:441-5.
21、 Ray DB, Clive W, Grace KH ： Changes in hippocampal IL-15, related cytokines, and neurogenesis in IL-2 deficient mice. Brain Res. 2005 Apr 18;1041(2):223-30.
22、 Leif D, Shelley H ： The MAP 2/Tau family of microtubule -associated peoteins. Geno. Biol. 2004;6:204.
23、 Dehmelt L, Halpain S ： Actin and microtubules in neurite initiatio：are MAPs the missing link? J Neurobiol. 2004;58(1):18-33.