受损脊髓神经轴突再生过程中Nogo-A/NgR及NGF/TrkA信号通路的交互作用

背景:生长相关蛋白43是一种胞膜类磷酸蛋白,是神经元再生可塑性的标志蛋白,参与轴突新生与各阶段联系发生的关键过程,对于中枢神经再生具有重要意义。目的:通过观察Nogo-A/NgR信号通路及NGF/TrkA信号通路的交互作用对生长相关蛋白43表达的影响,探讨脊髓损伤后神经再生恢复机制。方法:将120只SD大鼠随机分为5组:NgR阻断组、TrkA阻断组、双阻断剂组、损伤对照组和假手术组。假手术组大鼠进行椎板切除术(不损伤脊髓);其余各组建立脊髓损伤大鼠模型。造模成功后立即注射阻断剂,NgR阻断组大鼠在脊髓损伤后的损伤节段注射25μL NgR阻断剂NEP1-40和25μL生理盐水;TrkA阻断组大鼠在相应部位注射25μL TrkA阻断剂K252a和25μL生理盐水;双阻断剂组大鼠相应部位注射25μL NgR阻断剂NEP1-40和25μL TrkA阻断剂K252a;损伤对照组和假手术组大鼠注射50μL生理盐水。于干预后3,7,14,21 d分别取大鼠脊髓组织,通过免疫组织化学、PCR和Western blot检测大鼠脊髓组织生长相关蛋白43的mRNA及蛋白表达。结果与结论:①免疫组化、PCR及Western blot结果显示,NgR阻断组、TrkA阻断组、双阻断剂组、损伤对照组的生长相关蛋白43 mRNA及蛋白表达水平较假手术组提高;NgR阻断组、双阻断剂组的生长相关蛋白43 mRNA及蛋白表达水平较损伤对照组高,在第7,14天差异有显著性意义(P<0.05或<0.01);TrkA阻断组的生长相关蛋白43 mRNA及蛋白表达水平较损伤对照组降低,在第7,14天差异有显著性意义(P<0.05或<0.01);②结果表明,NgR阻断证明Nogo-A/NgR信号通路可显著提升生长相关蛋白43的表达,促进神经轴突的再生;TrkA阻断证明NGF/TrkA信号通路可降低生长相关蛋白43的表达,抑制神经轴突的再生;NgR和TrkA双阻断结果显示Nogo-A/NgR信号通路及NGF/TrkA信号通路的交互作用可促进生长相关蛋白43的表达。

黄芪甲苷通过影响NogoA/NgR和cAMP/PKA通路改善APP/PS1转基因小鼠认知功能

目的:观察黄芪甲苷(astragaloside Ⅳ, AST Ⅳ)对阿尔茨海默病(Alzheimer disease, AD)模型小鼠认知功能障碍和病理改变的影响,并探讨可能的调控机制。方法:将APP/PS1转基因(APPswe/PSEN1d E9)小鼠随机分为AD+AST Ⅳ组和AD组,并以C57BL/6野生型(wild-type, WT)小鼠作为对照组(WT组),灌胃治疗两个月(n=8)。应用Morris水迷宫和Y迷宫实验评价小鼠空间认知功能(n=8),尼氏染色检测神经元数量与形态,免疫荧光染色观察神经元核抗原(neuronal nuclear antigen, NeuN)和β-淀粉样蛋白(amyloid β-protein, Aβ)水平(n=4),Western blot法检测全脑组织中神经突生长抑制因子A(neurite outgrowth inhibitor A, NogoA)、Nogo-66受体(Nogo-66 receptor, NgR)、p75神经营养因子受体(p75 neurotrophin receptor, p75NTR)、含富亮氨酸重复序列和免疫球蛋白样结构域蛋白1(leucine rich repeat and immunoglobin-like domain-containing protein-1, LINGO-1)、环磷酸腺苷(cyclic adenosine monophosphate, cAMP)和蛋白激酶A(protein kinase A, PKA)的表达(n=4)。结果:AST Ⅳ能够显著缓解APP/PS1小鼠的认知功能障碍,提高其学习、记忆和探索功能。与WT组相比,APP/PS1小鼠大脑皮质区和海马区Aβ沉积增加(P<0.01),尼氏小体丢失严重(P<0.05或P<0.01),神经元数量减少(P<0.05);而AST Ⅳ可以显著减少Aβ沉积(P<0.05),减少尼氏小体丢失(P<0.05),增加神经元数量(P<0.05)。与WT组相比,APP/PS1小鼠脑组织NogoA、NgR、p75NTR和LINGO-1表达显著增加(P<0.05或P<0.01),cAMP和PKA表达显著减少(P<0.05或P<0.01);而AST Ⅳ可以显著抑制NogoA、NgR、p75NTR和LINGO-1表达(P<0.05或P<0.01),增加cAMP和PKA表达(P<0.05)。结论:AST Ⅳ通过抑制NogoA及NgR/p75NTR/LINGO-1受体复合物的表达,并上调cAMP/PKA通路,减少APP/PS1小鼠脑组织中Aβ沉积,减轻神经元损伤,从而改善认知功能和缓解学习障碍。

Nogo/NgR信号通路相关分子及其在脊髓神经再生中的作用

据估计，全球脊髓损伤（spinal cord injury，SCI）的年发生率为22／100万，人数约250万，且主要发生于20—30岁的青年人。虽然他们大多有接近正常的寿命，但往往留有严重残疾，极大地降低了他们的生活质量，给个人、社会带来了沉重的负担。阐明SCI的内在机制，促进SCI后神经功能的恢复是亟待解决的问题。传统观点认为，成年人神经元缺乏内在的再生能力，

Nogo/NgR信号通路相关分子及其在脊髓神经再生中的作用

据估计，全球脊髓损伤（spinal Cord injury，SCI）的年发生率为22／100万，人数约250万，且主要发生于20～30岁的青年人，虽然他们大多有接近正常的寿命，但往往留有严重残疾，极大地降低了他们的生活质量，给个人、社会带来了沉重的负担。阐明SCI的内在机制，促进SCI后神经功能的恢复是亟待解决的问题。

勿动蛋白及NgR的下游信号通路研究进展

哺乳动物中枢神经系统(CNS)损伤后不能再生,目前认为主要原因包括胶质瘢痕的机械阻碍作用、促神经生长因子的缺乏及中枢神经系统中抑制因子的存在;而抑制因子的存在被认为是最重要的原因。其中,勿动蛋白(Nogo)作为抑制中枢神经系统再生的最重要的物质,越来越受人们的重视。近年越来越多研究表明Nogo不仅抑制损伤后CNS的再生,在正常生理情况下也起着重要的作用,Nogo对轴索生长的抑制及正常生理过程的作用涉及多种信号分子及信号通路,理解Nogo通过不同的信号转导途径引起的不同生物学效应对于早日攻破中枢神经系统再生这个难题有至关重要的作用,因此,该文就近年来对Nogo及其受体NgR的下游信号通路的研究进展予以综述。

Nogo-A蛋白及调控轴突再生作用研究进展

中枢神经系统损伤产生的抑制性微环境是神经再生困难的重要原因,其中Nogo-A蛋白是抑制轴突再生的关键因子,其结构域以片段形式通过不同途径释放到细胞外,与受体NgR1、PirB、S1PR2或HSPG相结合,激活多种信号通路调控细胞凋亡、运动以及细胞骨架蛋白聚合,引起细胞骨架解聚、生长锥塌陷,抑制神经元轴突生长。本文对Nogo-A蛋白的结构、受体和抑制轴突再生作用机制的研究进展进行综述。

NEP1-40对缺氧缺血性脑病新生大鼠的Wnt信号通路胞增殖的调控作用

目的探讨Nogo-A受体拮抗剂NEP1-40对Wnt信号通路和神经细胞增殖的调控作用。方法 40只大鼠被均分为HIBD(缺氧缺血性脑损伤)组和HIBD+NEP1-40组,采用PCR定量、Western blot分析、细胞增殖的免疫组化试验、8-异前列腺素评估等检测分析缺氧缺血性脑病新生大鼠的修复过程中Wnt信号通路中NgR的转录因子调控与神经细胞增殖。结果NEP1-40处理后,c Jun和c-Myc的表达在蛋白水平上调,基因表达水平上调,Ki-67增加,8-异前列腺素无显著变化。结论通过抑制NgR后发现,c-Jun和c-Myc是Wnt通路的主要转录因子,同时脑室下区神经细胞的增殖增加。

中枢神经再生抑制信号传导机制研究进展

近年来陆续发现了一些中枢神经轴突生长的抑制因子,如Nogo-A、MAG、OMgp等。目前已发现,它们可通过一个共同的NgR-P75-LINGO-1受体复合物,将抑制信号导入神经元胞内,进一步传递给Rho-A,引起一系列的反应,最终导致生长锥的溃变。除了Rho-A途径外,还存在其它信号途径,如Enabled途径和LIMK途径,以及一些间接的、调节性的信号途径,它们共同作用,传递髓鞘的抑制信号,抑制神经突的生长和轴突的再生。探明抑制信号的传导过程对于克服中枢神经的再生障碍有着重要意义。

电针对脊髓损伤大鼠Nogo/NgR信号通路相关因子基因表达的影响

目的观察电针对脊髓损伤大鼠Nogo/NgR信号通路相关因子基因表达变化,探讨电针治疗脊髓损伤的可能作用机制。方法大鼠随机分为模型组、电针组、阻断剂组、电针+阻断剂组、假手术组,用改良Allen’s撞击法制备T10脊髓损伤模型,分别于治疗后1、7、14 d对各组大鼠进行BBB功能评分;在7、14 d于损伤处提取脊髓组织,以蛋白印迹法(Western blot)测定各组大鼠脊髓组织中Nogo-A、NgR、LINGO-1蛋白的表达变化,实时荧光定量PCR测定Nogo-A、NgR、LINGO-1 mRNA的表达变化。结果脊髓损伤后,造模大鼠1 d后BBB评分均为0分;治疗7、14 d后,各治疗组BBB评分均明显高于模型组(P<0.05),且电针+阻断剂组优于电针组、阻断剂组(P<0.05)。与假手术组比较,同时间点模型组各基因表达均明显提高(P<0.05);与模型组比较,各治疗组基因表达明显下降(P<0.05);电针+阻断剂阻组与电针组比较,同时间点LINGO-1基因表达有显著差异(P<0.05)。结论 Nogo/NgR信号通路在脊髓损伤后神经的再生与修复过程中起着关键作用,电针通过抑制Nogo/NgR信号通路而对脊髓损伤大鼠起治疗作用。

电针对脊髓损伤大鼠Nogo-A、NgR mRNA及蛋白表达影响的实验研究

目的探讨电针治疗对大鼠脊髓损伤后Nogo-A、NgR mRNA及蛋白表达的影响。方法 72只SD雄性大鼠随机分成假手术组(A,n=8)和造模组(n=64),造模组大鼠采用改良Allen’s重物打击法制作脊髓损伤大鼠模型,造模成功后存活56只大鼠,随机分为模型组(B,n=14)、电针组(C,n=14)、药物组(D,n=14)、电针+药物组(E,n=14),并分别于治疗后第14d提取损伤处脊髓组织,采用实时荧光定量PCR、原位杂交、Western blot方法分别检测Nogo-A、NgR mRNA及蛋白的表达,采用BBB方法评估大鼠后肢活动功能。结果脊髓损伤后,电针治疗可以显著降低脊髓组织中Nogo-A、NgR mRNA及蛋白的表达,与模型组和药物组比较均具显著性差异(P<0.01);与电针+药物组之间比较无明显差异(P>0.05)。结论电针治疗对大鼠脊髓损伤后Nogo-A和NgR的表达具有明显的抑制作用,这可能是电针治疗脊髓损伤的关键机制之一。

RHO/ROCK信号通路对创伤性脑损伤后颅内神经系统微环境的影响

目的探讨创伤性脑损伤(TBI)后颅内RHO/ROCK信号通路对神经系统微环境的影响。方法选用健康SD大鼠195只,采用击锤、撞杆自由落体原理致伤制作脑创伤大鼠模型,作为创伤组;伤后给予部分大鼠尾静脉注射RHO/ROCK信号通路阻断剂,作为干预组;选用健康大鼠作为对照组。创伤组和干预组分别于0.5、6、12、24、48、72 h处死大鼠,每个时间点15只;对照组选取15只。各时间点取大鼠创伤区及对照组大鼠脑组织测定ROCKⅡ、NOGO-A、NF-κB蛋白的含量并进行统计学分析。结果创伤组大鼠脑创伤区及周围组织中ROCKⅡ、NOGO-A、NF-κB含量较对照组增多,且其在脑内的含量与时间有相关性。给予RHO/ROCK信号通路阻断剂后,干预组各时间点的ROCKⅡ、NOGO-A、NF-κB蛋白含量明显减少,差异均具有统计学意义(P<0.05)。结论RHO/ROCK信号通路可改变TBI后大鼠脑组织内神经系统微环境。

中枢神经再生的分子基础

由于Nogo、髓磷脂相关糖蛋白以及少突胶质细胞-髓磷脂糖蛋白等抑制神经再生因子的发现,对中枢神经系统再生的分子机制研究也有了较大进展,发现这三种结构互不相关的蛋白都通过NgR/p75NTR复合体发挥作用。在细胞内,不管是NgR/p75NTR复合体传导的外源性髓磷脂抑制,还是神经元的内源性再生机制,都要经过Rho的调节,而后者又受到环磷酸腺苷的调节,这条通路目前被认为是中枢神经再生的主要信号传导通路。