脊髓損傷中Nogo-A探究進(jìn)展

1、脊髓損傷中nogo-a探究進(jìn)展摘要：成年哺乳動(dòng)物中，樞神經(jīng)系統(tǒng)的髓磷脂已被證實(shí)可 以抑制結(jié)構(gòu)再塑和阻礙神經(jīng)纖維再生。而nogo-a可能是中 樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)生長(zhǎng)抑制劑髓鞘復(fù)合物最有特色的一種。 在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷模型中，抑制nogo-a的活性 能夠改善軸突再生和功能恢復(fù)。雖然nogo-a已成為促進(jìn)中 樞神經(jīng)系統(tǒng)中軸突再生主要的治療干預(yù)靶點(diǎn)，人們普遍認(rèn)為 中和nogo-a必須與其他治療策略聯(lián)合才能達(dá)到脊髓損傷后 功能恢復(fù)最大化的目的。關(guān)鍵詞：神經(jīng)軸突再生；功能恢復(fù)；神經(jīng)軸突生長(zhǎng)抑制 因子【中圖分類號(hào)】r651.2【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】b【文章編號(hào)】 1672-3783(2012)06-0624-

2、02脊髓損傷引起軸突損傷后是一系列的二次損傷，包括炎 癥，細(xì)胞調(diào)亡，及疤痕形成，髓磷脂阻斷神經(jīng)纖維再生是脊 髓損傷恢復(fù)困難的重要機(jī)制之一。三個(gè)證據(jù)可以說(shuō)明這個(gè)結(jié) 論：第一，在多種脊椎動(dòng)物脊髓損傷模型中，刪除少突膠質(zhì) 細(xì)胞或阻止在早期髓磷脂形成可以促進(jìn)脊髓纖維重新生成； 第二，在大鼠脊髓損傷模型中，用抗體中和髓磷脂，尤其用 in-1中和nogo-a,可以促進(jìn)軸突發(fā)芽和再生1；第三，在 大鼠的脊髓半切模型中，對(duì)髓鞘相關(guān)糖蛋白與nogo-a自身 免疫的鼠的脊髓皮質(zhì)軸突可以更好的發(fā)芽和再生，但對(duì)髓磷 脂自身免疫的鼠比對(duì)髓鞘相關(guān)糖蛋白或nogo-a自身免疫的 鼠取的更好的結(jié)果2。中樞神經(jīng)系統(tǒng)中已經(jīng)證實(shí)幾

3、種髓磷脂蛋白作為軸突生 長(zhǎng)抑制因子存在，包括mag （髓鞘相關(guān)糖蛋白），cspg （硫酸 軟骨素蛋白聚糖），nogo-a, omgp （少突膠質(zhì)細(xì)胞髓鞘糖蛋 白）。大量數(shù)據(jù)已表明nogo-a在體內(nèi)與中樞神經(jīng)再生有密切 關(guān)系。1 nogo-anogo-a是主要由少突膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)的整合膜蛋白，分子 量約為220kdo in-1是nogo-a的單克隆抗體，在體內(nèi)和體 外實(shí)驗(yàn)中可以對(duì)抗大鼠中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓磷脂蛋白組分。有學(xué) 者發(fā)現(xiàn)，將成年大鼠脊髓背根神經(jīng)節(jié)細(xì)胞移植到脊髓灰質(zhì)后 可延伸軸突，但若將其移植到白質(zhì)中，軸突就不能再生，這 說(shuō)明脊髓白質(zhì)可產(chǎn)生軸索生長(zhǎng)抑制物3。研究小組從分化 的少突膠質(zhì)細(xì)胞中成功分

4、離出一種抑制蛋白，命名為nogo 蛋白，意思是："no go for neuronv ,并研制了對(duì)相對(duì)分 子質(zhì)量為35x103（ni35）和250x 103（ni250）的蛋白有很強(qiáng) 的抑制作用的單克隆抗體，稱為in-1o spillmann4等對(duì)牛 的一種抑制性蛋白中6個(gè)肽段序列的研究，發(fā)現(xiàn)該蛋白能和 in-1結(jié)合。根據(jù)這6個(gè)肽段的研究，2000年科學(xué)家成功地 克隆了 nogo基因。nogo基因的表達(dá)產(chǎn)物稱為nogo蛋白，nogo蛋白是cns 髓鞘中具有抑制神經(jīng)牛長(zhǎng)活性的跨膜蛋白由于使用不同的 啟動(dòng)子與mrna的不同拼接，nogo基因有3個(gè)mrna轉(zhuǎn)錄體， 它們所編碼的蛋白質(zhì)為三種

5、同型異構(gòu)體：nogo-a. nogo-b和 nogo-co在成年哺乳動(dòng)物體內(nèi)，最初發(fā)現(xiàn)nogo-a主要分布 于cns少突膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)質(zhì)網(wǎng)，只有極少量位于少突膠質(zhì)細(xì)胞 表面，在某些神經(jīng)細(xì)胞膜上或細(xì)胞內(nèi)也有表達(dá)。nogo-a至少 存在兩個(gè)區(qū)域可以抑制神經(jīng)生長(zhǎng)。一個(gè)是有66個(gè)氨基酸組 成位于兩個(gè)疏水區(qū)之間的nogo-66區(qū)域，是nogo-a, nogo-b 和nogo -c共有的。另一個(gè)是nogo-a特有的區(qū)域，稱為nig 或中心抑制區(qū)5。在少突膠質(zhì)細(xì)胞膜表面nogo-a至少以兩 種模式存在，nogo-66在細(xì)胞摸表面，中心抑制區(qū)有時(shí)在膜 表面，有時(shí)在胞漿內(nèi)。2 nogo-a神經(jīng)元受體和信號(hào)傳導(dǎo)通路既

6、然nogo-a可以為一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)再生治療的研究 靶點(diǎn)，人們投入大量的工作來(lái)研究其神經(jīng)受體以及信號(hào)通 路。目前，兩種神經(jīng)元受體已被確定：nogo-66受體（ngr） 和軸突跨膜蛋白caspro nogo-66區(qū)域能夠與細(xì)胞膜外表面 的ngr結(jié)合，能夠激活gtp酶，進(jìn)一步活化rhoa,從而使神 經(jīng)元生長(zhǎng)受到抑制，雖然ngr是通過(guò)它能夠調(diào)節(jié)nogo-66對(duì) 神經(jīng)元的生長(zhǎng)活性發(fā)現(xiàn)的，但caspr是通過(guò)完全不同的方法 發(fā)現(xiàn)的。caspr位于郎氏結(jié)節(jié)的副結(jié)節(jié)上，他組成一個(gè)包括 gpi-1 inked f3 （接觸蛋白）郎氏結(jié)節(jié)和 neurofascin 155 （細(xì)胞粘附蛋白）的復(fù)合物。郎飛氏結(jié)節(jié)的副

7、結(jié)節(jié)上，這個(gè) 復(fù)合物參與郎飛氏結(jié)節(jié)的組裝和鉀離子通道的調(diào)節(jié)。nogo-a 連于這個(gè)多蛋白復(fù)合物的生理意義還是個(gè)未知的6。3 nogo-a體內(nèi)外對(duì)神經(jīng)生長(zhǎng)的抑制作用nogo-a的神經(jīng)生長(zhǎng)抑制作用是通過(guò)培養(yǎng)神經(jīng)傳遞因子， 后來(lái)此因子被稱為nogo-a抗體。應(yīng)用in-1抗體可以顯著減 少中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘抑制活性。神經(jīng)元可以生長(zhǎng)如果在髓鞘 基板中應(yīng)用in-1抗體。這些中和in-1抗體的實(shí)驗(yàn)是形成髓 源性神經(jīng)生長(zhǎng)抑制因子的概念的基礎(chǔ)。含有nogo-66的培養(yǎng) 皿可以阻滯軸突生長(zhǎng).加入nig在培養(yǎng)皿，可以導(dǎo)致后神經(jīng) 結(jié)節(jié)神經(jīng)元的生長(zhǎng)基因在數(shù)分鐘內(nèi)崩潰7。體外實(shí)驗(yàn)已表 明in-1可以中和nogo-a的抑制軸

8、突生長(zhǎng)的作用。為了核實(shí)nogo-a抗體臨床作用，人們?cè)陟`長(zhǎng)類動(dòng)物狹 猴進(jìn)行了脊髓損傷實(shí)驗(yàn)。gonzenbach rr等人對(duì)胸脊髓損傷 的鼠進(jìn)行爬坡試驗(yàn)測(cè)試。通過(guò)組織學(xué)的觀察，80%的in-1治 療組4周后in-1治療組較對(duì)照組爬坡實(shí)驗(yàn)有較高的評(píng)分， 并能明顯減少肌肉痙攣，促進(jìn)功能恢復(fù)8。因此動(dòng)物實(shí)驗(yàn) 中，中和脊髓損傷后nogo-a可以促進(jìn)軸突的生長(zhǎng)和功能恢 復(fù)。另外一個(gè)主要策略是阻止nogo-a和nogo-a受體ngr的 結(jié)合來(lái)抑制nogo-a的作用。一個(gè)來(lái)自nogo-66區(qū)域的多肽 nep 1-40在體內(nèi)外試驗(yàn)中成功作為ngr的拮抗劑。含nogo-66 或中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓鞘培養(yǎng)基板中，nep1

9、-40已被證實(shí)可以促 進(jìn)軸突再生。在大鼠的胸段脊髓損傷實(shí)驗(yàn)中鞘內(nèi)注射 nep1-40可以促進(jìn)軸突再生和功能恢復(fù)。在脊髓損傷30天后, b冊(cè)評(píng)分中，nep1-40治療組平均高達(dá)15分，而對(duì)照組不超 過(guò)12分。重要的是nep1-40可以選擇性地抑制nogo-66. 因此ngr的更廣泛的拮抗劑不僅對(duì)nogo-66好有mag和omgp 可能更有效地促進(jìn)軸突再生和功能恢復(fù)。沿著這條線，出現(xiàn) 了針對(duì)nogo-66, mag和omgpngr的多克隆抗體可以更好抑 制髓源性抑制因子。在大鼠的胸段脊髓損傷實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)用ngr 的拮抗劑和甲強(qiáng)龍可以更好地促進(jìn)軸突再生和功能恢復(fù)。在 脊髓損傷28天后評(píng)分中，聯(lián)合治療組

10、平均為16分，而 對(duì)照組平均為12分10 o這些表明中和nogo-a不僅可以促 進(jìn)神經(jīng)纖維再生，還可以使神經(jīng)纖維識(shí)別和連接相應(yīng)的靶目 標(biāo)促進(jìn)功能恢復(fù)。4問(wèn)題與展望中樞神經(jīng)系統(tǒng)再生障礙原因相當(dāng)復(fù)雜，損傷區(qū)膠質(zhì)瘢痕 形成、神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子缺乏以及抑制性蛋白的存在等均影響到 中樞神經(jīng)再生。軸突生長(zhǎng)抑制性蛋白nogo-a只是軸突再生 障礙的外因之一，髓鞘也不是神經(jīng)很難再生的惟一原因。而 關(guān)于nogo-a及ngr仍有許多問(wèn)題有待解決，如nogo-a及其 受體ngr的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)及時(shí)間相如何？ nogo-a與ngr在脊髓損 傷損傷后表達(dá)是否一致？為什么？其機(jī)制等仍需進(jìn)一步研究 探索。中樞神經(jīng)損傷后，nogo蛋白與

11、p75ntr_ngr受體復(fù)合 物結(jié)合，發(fā)揮抑制神經(jīng)再生的作用。nogo基因及相關(guān)蛋白與 ngr的發(fā)現(xiàn)，為研究中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后再生的機(jī)制奠定了 基礎(chǔ)，為中樞神經(jīng)系統(tǒng)的損傷修復(fù)帶來(lái)了新的希望。在此基 礎(chǔ)上建立nogo或ngr基因敲除模型，將為中樞神經(jīng)再生研 究提供新的思路和手段。與nogo相關(guān)的基因和藥物治療將 成為cns損傷后促進(jìn)神經(jīng)再生修復(fù)及抗腫瘤的新的潛在手 段。參考文獻(xiàn)1 ce, n. and t. bl, nogos and the nogo6 6 receptor： factors inhibiting cns neuron regeneration. j neurosci res,

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