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周围神经损伤后轴突再生的分子机制研究进展
周围神经损伤通常伴随活跃的再生反应.本文就周围神经损伤后早期神经元胞体、神经纤维和微环境调控分子包括相应转录因子、炎性介质、神经营养因子等促神经再生的分子机制研究进展予以概述,旨在探讨有效促进周围神经损伤后再生的相关机制.
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抗神经再生抑制因子促进轴突再生的研究进展
成年哺乳动物中枢神经系统(central nervous sys-tem.CNS)损伤后轴突生长明显受限,其主要原因是损伤后内环境的改变造成轴突再生分散且不完全,即使形成生长锥也很难建立功能性突触,而周围神经系统(peripheralnerrous svstem,PNS)损伤后却可有效再生.其原因主要取决于二者髓鞘细胞构成的不同.
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轴突导向信号的研究进展
在神经发育过程中,轴突沿特定的路径延伸,穿越很长的路线到达靶区并与之形成精确的神经连接.轴突在前进过程中受到多种因素的影响,其中主要的是具有吸引或排斥作用的导向分子,这类分子既可以通过长程也可以通过短程方式指导轴突选择正确的前进路线,目前发现的轴突导向分子家族主要有netrins,slits,semaphorins和ephrins.此外,神经营养因子、细胞黏附分子、胞外基质分子等对轴突延伸也具有导向作用.这些分子与相应的受体结合,启动下游的一系列信号转导途径,调控生长锥的细胞骨架动力学,使轴突按特定的路径前进并终到达靶标.
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中枢神经系统轴突再生机制和相关药物靶点研究
中枢神经系统(CNS)神经损伤后,神经元通过轴突生长得到再生,轴突生长是神经元胞体、生长锥、CNS细胞外微环境、神经元内在生长能力相互作用的结果,本文就轴突再生机制,内、外因对轴突再生的影响,生长锥部位的内外信号整合机制进行阐述,为探讨CNS急性损伤及神经退行性疾病的治疗策略提供新的思路.
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钙离子通道调节剂在神经元的生长锥的作用及临床意义
钙是神经发育过程中重要的信号分子，其生物学功能通过众多的钙离子通道、交换蛋白及钙结合蛋白来实现。在神经发育过程中，神经元的生长锥利用钙离子的浓度差来进行正确爬行，并终引导轴突向正确的方向生长。然而，如果钙离子通道出现功能障碍，将会引起生长锥错误地爬行，从而导致神经发育相关疾病的发生。了解特异性表达于生长锥的钙通道，并获得能调控这些钙通道的调节剂对于治疗神经发育相关疾病至关重要。这些调节剂可能已广泛用于其他组织病变，如心血管疾病的治疗。但它们对生长锥上钙通道的调控仍有待进一步研究。近的研究表明，离子通道调节剂可以作为治疗神经发育相关疾病的药物靶标。本文讨论钙通道调节剂在生长锥引导轴突生长过程中的潜在作用。
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Rnd1在难治性癫痫患者脑组织中的表达
目的 观察Rnd1在难治性癫痫颞叶脑组织中的表达情况,探讨Rnd1在难治性癫痫发病的作用.方法 收40例难治性癫痫患者脑组织颞叶(实验组)以及10例正常颞叶脑组织(对照组),用免疫组化、免疫荧光、Western-blot方法检测患者颞叶脑组织Rnd1的表达,并比较实验组与对照组颞叶脑组织中Rnd1的表达情况.结果 免疫组化显示实验组Rnd1的平均灰度(127.62 ±6.23)与对照组(171.79±3.84)相比差异有统计学意义(t=29.86,p<0.01);实验组Rnd1的阳性细胞数(30.20±3.42)与对照组(11.18±0.67)相比差异有统计学意义(t=21.36,p<0.01).免疫荧光显示Rnd1的阳性表达区域与特异性神经无性烯醇化酶(NSE)的分布基本重叠.结论 Rnd1主要表达于神经元,可能参与了癫痫的形成并在难治性癫痫形成的过程中发挥了重要作用.
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神经纤维蛋白在神经生长锥的表达和定位
目的探索神经纤维蛋白(neurofilament protein, NFP)在神经生长锥的表达及其机能意义.方法采用免疫双荧光染色法,以荧光显微镜观察NFP在初代培养脊神经节细胞生长锥的表达及其定位特征.结果 NFP密集分布在细胞质中、神经突起内,延伸至生长锥体部的C区内;结论 NFP是构成生长锥的细胞骨架成分之一;参与神经突起及生长锥的物质运输活动.
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CaMKⅡ调节皮层神经元生长锥的骨架蛋白分布
目的 研究CaMKⅡ对小鼠大脑皮层神经元生长锥的骨架蛋白分布的影响.方法 通过对体外培养的小鼠大脑皮层神经元添加CaMKⅡ特异性抑制剂或激动剂,观察生长锥骨架蛋白F-actin的分布情况.经Tuj1特异性神经免疫荧光染色和Acti-stainTM 555 Phalloidint荧光染色肌动蛋白后,测量神经元生长锥内的肌动蛋白面积及长度.结果 用KN93抑制CaMKⅡ活性后,小鼠大脑皮层神经元轴突生长锥内的肌动蛋白F-actin面积及长度均减少;反之,若用CdCl2激活CaMKⅡ活性后,小鼠大脑皮层神经元轴突生长锥内的肌动蛋白F-actin面积和长度则增加.结论 CaMKⅡ能够调控大脑皮层神经元轴突生长锥骨架蛋白F-actin的分布.
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视网膜内节细胞轴突定向发育的分子基础
在视觉系统的发育过程中,钙黏素、硫酸软骨素蛋白多糖、Slit、细胞黏附分子L1、Eph/ephrin、Sonic hedgehog等分子在视网膜内节细胞轴突定向发育的过程中发挥了关键的作用.而这些轴突定向影响因素,对视神经损伤和中枢神经疾病的治疗同样有积极的指导意义.
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视神经损伤后脑衰反应调节蛋白-2表达及其磷酸化修饰的变化及意义
背景 脑衰反应调节蛋白-2(CRMP-2)具有促进中枢神经轴突生长的作用,但中枢神经损伤后在细胞周期素依赖蛋白激酶5(CDK5)诱导下CRMP-2会发生过度磷酸化修饰,从而导致生长锥塌陷,阻碍神经系统的修复.视神经作为一种特殊的中枢神经组织,其损伤后是否发生CRMP-2表达的变化和磷酸化修饰鲜见研究报道. 目的 探讨视神经钳夹伤小鼠模型视神经组织中CRMP-2表达及其磷酸化修饰水平的动态变化及意义.方法 选取8～9周龄健康BALB/c小鼠48只,雌雄不限.采用随机数字表法将小鼠随机分为假手术组和损伤后3、7、14 d组,每组12只.各损伤组小鼠右眼术中暴露视神经,用小号动脉夹于球后2 mm处夹持视神经10s,假手术组小鼠手术操作同各损伤组,但不钳夹视神经.分别于术后3、7、14 d获取小鼠视神经组织,采用实时荧光定量PCR法检测各组小鼠视神经组织中CRMP-2 mRNA的相对表达量;采用Western blot法检测各组小鼠视神经组织中CRMP-2蛋白、磷酸化CRMP-2(p-CRMP-2)及CDK5的表达变化,检测结果进行组间比较.结果 假手术组及损伤后3、7、14d组小鼠视神经组织中CRMP-2 mRNA及蛋白相对表达量的总体比较差异均无统计学意义(CRMP-2 mRNA:F=2.971,P=0.097;CRMP4蛋白:F=1.202,P=0.370).假手术组及损伤后3、7、14 d组小鼠视神经组织中p-CRMP-2蛋白的相对表达量分别为0.001±0.000、0.064±0.003、0.136±0.005和0.346±0.012,CDK5蛋白的相对表达量分别为0.440±0.009、0.723±0.011、0.874±0.015和0.952±0.019,总体比较差异均有统计学意义(p-CRMP-2:F=445.600,P＜0.001;CDK5:F=186.600,P＜0.001),其中损伤后3、7、14 d组小鼠视神经组织中p-CRMP-2和CDK5蛋白的相对表达量均明显高于假手术组,差异均有统计学意义(均P＜0.01).结论 小鼠视神经钳夹伤后视神经组织中CRMP-2的表达无明显变化,但视神经组织中CDK5和p-CRMP-2蛋白表达均明显上调,且随着损伤后时间的延长上调更为明显.
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生长锥导向分子Slit/Robo对神经生长的调控作用
Slit/Robo是一对生长锥导向分子.Slit蛋白能指导轴突寻找延伸目标,起到领航的作用,还能促进轴突分枝,并能控制轴突迁移.Robo(Roundabout)是Slit相应的受体.在果蝇体内,Slit/Robo能阻止神经细胞穿越中线;在脊椎动物,Slit/Robo以特殊的方式引导轴突生长,并决定轴突交叉发生的部位.Slit/Robo相互作用可能通过诱导胞内Rho GTPases的级联反应来影响生长锥的生长.
关键词： 生长锥 Slit/Robo Rho GTPases -
神经纤维生长锥生物学研究进展
神经纤维的生长主要是尖端生长,新生物质主要被组装在神经纤维的尖端、一个被称为生长锥的结构中.生长锥是神经纤维的生长点,生长导向分子通过生长锥表面的受体将导向信号传递到细胞内,并通过细胞骨架相关蛋白终引起生长锥内细胞骨架结构的重新排列.
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端侧神经吻合后GAP-43和Tau蛋白在背根神经节和受神经内的变化
神经端侧吻合后,供神经干能够经侧枝发芽再生轴突….吻合初期,供、受神经的第2颈椎(C2)背根节内生长相关蛋白-43(GAP-43)含量发生改变,反映了GAP-43在供、受神经有不同的表达变化规律[2].而轴突再生与细胞骨架系统的形成密不可分,生长锥的延伸必须有微管形成,才能算作成功的神经再生.Tau蛋白是一种重要的微管相关蛋白,影响着微管的形成,而GAP-43是富含在生长锥中的神经生长相关蛋白.
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胎鼠脑组织生长锥的提取及鉴定
目的：建立脑组织生长锥提取的方法。方法：采用梯度蔗糖离心的方法提取生长锥，透射电镜和扫描电镜观察分离物的形态，免疫荧光和免疫印迹检测GAP-43的表达。结果：梯度浓度蔗糖离心把脑组织悬液分离为3层，上层密度小，浓度位于上清至0.75 mol/L 蔗糖之间，中层密度较大，浓度位于0.75～1.00 mol/L 蔗糖之间，下层密度大，浓度位于1.00～2.66 mol/L蔗糖之间；透射电镜见上层分离物为大量着色浅的空泡状结构，颗粒大小较均匀，中、下层分离物为大量着色深的致密颗粒及不规则形态的细胞碎片，颗粒大小不均匀；扫描电镜见分离物颗粒均为白色、大小不一、形状不规则的颗粒，上层较中、下层颗粒体积大；免疫荧光及免疫印迹证实分离物中均有大量GAP-43表达，上层分离物几乎无GFAP表达，中、下层有少量GFAP表达。结论：梯度蔗糖离心的方法可以依据颗粒的大小分离脑组织，分离物上层内的组分为生长锥。
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生长锥细胞骨架的运动
神经组织是神经元树突和轴突通过突触连接形成的神经纤维网络,而树突和轴突之所以能准确到达其特定靶结构并与之建立结构和功能联系则取决于突起末端生长锥的运动.生长锥能依据周围环境的生长和导向信号而改变自身的形状,具有高度的能动性.其动力来源在于其本身微管和微丝丰富而准确的运动,无论是突起的生长,还是其损伤后的再生,生长锥内微管和微丝的不断聚合和解聚,二者相互作用并不断发生独特的空间和位置变化,从而改变生长锥的生长行为,以及神经元的形态和它们之间形成的网络结构.对生长锥细胞骨架工作模式的认识,有助于理解突起的生长和再生过程.
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神经端侧吻合的临床应用及效果探讨
目的探讨神经端侧吻合的临床疗效.方法自1998年起应用神经端侧吻合治疗11例新鲜与陈旧性桡神经、尺神经、腓总神经损伤,采用远端神经与邻近神经干外膜"开窗"做端侧呈30～50°夹角的吻合方法.结果本组11例经11～25个月随访,按MCRR的神经疗效评定标准M4S3+以上为优;M3S3为良;M2S2为中;M1S1以下为差.本组M4为0例,M3为3例,M2为5例,M1为2例,M0为1例,运动神经良好率为27%.S3+为2例,S3为5例,S2为3例,S1为1例.优良率为63.6%.结论神经端侧吻合感觉的恢复较为理想而对运动的恢复效果欠佳,应慎重评价端侧吻合法.
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载脂蛋白E亚型通过细胞外信号调节激酶途径影响轴突生长锥的生长
目的 观察载脂蛋白E( apolipoprotein E,ApoE)各个亚型对神经元轴突生长锥的影响并探索其机制.方法 体外培养小鼠皮质神经块,加入重组人类ApoE到神经块培养基中,免疫荧光和Western blot检测重组人类ApoE能否进入轴突及其生长锥;鬼丙环肽染色生长锥观察重组人类ApoE2、3、4对生长锥的影响;加入细胞外信号调节激酶(extracellular signal-regulated kinase,ERK)信号通路抑制剂,观察ERK信号通路是否参与ApoE亚型对生长锥的影响.结果 免疫荧光和Western blot显示加入重组人类ApoE后的神经块轴突及其生长锥中ApoE为阳性;加入重组人类ApoE2、3、4组的荧光强度分别为(50.7±19.4)、(58.5±15.4)、(23.4±13.5),其中加入重组人类ApoE4的轴突生长锥荧光强度低于加入重组人类ApoE2、3的生长锥荧光强度(P＜0.05);同时加入重组人类ApoE4和ERK信号通路抑制剂的实验组生长锥荧光强度为(32.8±13.2),而仅加入重组人类ApoE4的实验组生长锥荧光强度为(21.9±6.9),实验组生长锥荧光强度高于对照组(P＜0.05).结论 重组人类ApoE能进入轴突及其生长锥,ApoE4能负性影响生长锥生长,阻断ERK信号途径能抑制ApoE4对生长锥的负面影响.
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排斥导向分子在中枢神经系统中的研究进展
排斥导向分子(RGMs)家族包括三种蛋白,即RGMa、RGMb和RGMC,通过其受体neogenin,在发育及成年神经系统中显示了多种生物学活性.近年来,RGMa被证实参与了细胞增殖和分化、细胞粘附和迁移、神经褶皱形成、轴突导向、生长锥塌陷和轴突生长/再生等神经系统发育早期事件,同时RGMa还在多发性硬化症和老年性痴呆(AD)等中枢神经系统疾病中发挥了独特的作用.本文就RGMa在神经系统中的研究进展作一述评.
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Nogo-66受体在神经元生长锥中的表达
为探讨Nogo-66受体在神经元生长锥中的定位及机能意义,本研究采用免疫荧光染色法,激光共聚焦显微镜下观察在原代培养小脑颗粒细胞生长锥的表达及其定位特征.结果发现,Nogo-66受体密集分布在细胞质和胞膜、神经突起内,延伸至生长锥体部C区和P区内,P区密度更高.Nogo-66受体定位于神经元生长锥中,提示Nogo-66受体可能参与轴突延伸和寻路的活动.
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生长锥诱向中Eph-ephrins导向分子家族的信号转导
轴突导向(axon guidance)是神经细胞发育的一种特殊的运动形式,通过其末端膨大的结构-生长锥(growth cone)表面的受体识别生长路径上不同时间和空间表达的信号分子,寻找到靶标后获得停止前进的信号,使轴突与靶细胞建立突触联系[1].
