smcx基因在周围神经倍数再生修复中分子信号调控机制研究

In clinical practice, lack of proper nerve graft resource haunt orthopedic surgeons in solving problem such as long segment nerve injury. Therefore, our team has been dedicated to find a practical way to augment peripheral nerve repair potential for years. Based on our recent research, we proofed the significance of newly grown nerve sprout in peripheral nerve multiple regeneration. By incorporating peripheral nerve multiple regeneration mechanism, we demonstrated that utilizing minor nerve trunk to repair larger nerve trunk is clinically possible. Moreover, we demonstrated that the multiple repair rate of peripheral nerve multiple regeneration is roughly 3.3. Our previous experimental work has discovered that smcx gene take part in regulation of Schwann cell migration, regeneration and process development. Based on our extensive previous work, current study dedicated to further explore the molecular regulatory mechanism behind peripheral nerve multiple regeneration with hoping to aid refractory clinical peripheral nerve injury.

临床工作中遇到周围神经长节段毁损性损伤存在用于修复的供体神经缺乏的问题。为此，本课题组长期致力于寻找有效扩增周围神经损伤修复潜能方法的实验研究。基于本课题组近几年的研究，我们证实了周围神经倍数再生的新生轴芽在神经修复过程中的临床意义。通过利用这样的倍数再生机制，使得临床上采用较为细小的神经来修复较为粗大的神经的可行性得到了科学实验的论证。并初步明确了在一般状况下倍数再生修复扩大率可达约3.3倍。前期实验工作已经发现smcx基因对周围神经雪旺细胞的细胞迁移、再生和触手生发起调控作用。本研究立足于这些前期研究结果，进一步探索神经倍数再生现象背后的分子信号调控机制。期待在倍数再生机制下，实现通过smcx基因调控周围神经倍数再生放大倍数，从而解决长期以来周围神经修复能力不足、损伤后缺乏神经供体以及周围神经纤维再支配靶器官不及时的临床问题。

临床修复周围神经长节段毁损存在供体神经缺乏的问题，本课题组长期致力于寻找有效增大周围神经损伤修复潜能方法的实验研究。在前期的研究中，我们已经证实周围神经倍数再生过程中的新生轴芽的重要意义，使得采用细小神经修复粗大神经的可行性得到了科学论证。本研究采用smcx条件敲除的小鼠构建坐骨神经损伤模型，筛选出周围神经损伤修复过程中相关基因谱，证实SMCX基因对周围神经schwann细胞功能的分子调控机制。实验方法：①建立大鼠坐骨神经卡压伤动物模型，提取总 RNA 用于高通量RNA-sequencing测序。分析显著差异表达基因谱。②通过构建SMCX基因的shRNA慢病毒载体并转染人和大鼠的schwann 细胞，下调SMCX表达。细胞划痕实验及Transwell实验检测schwann细胞的迁移能力；细胞扩增实验检测schwann细胞增殖能力；软琼脂糖实验检测schwann细胞抗凋亡能力。实验结果：①在大鼠周围神经卡压损伤后第7天，多个生理过程及分子信号通路发生了变化。②相比于对照组，SMCX基因敲除组的人schwann细胞触手数目减少，触手长度延长，细胞抗凋亡能力和细胞移动性均下降。接下来采用大鼠schwann细胞进行相同实验，结果发现，相比于对照组，SMCX基因敲除组的大鼠schwann细胞移动性下降，增殖速度减缓。SMCX基因敲除schwann细胞的髓鞘化相关基因及Wnt信号通路分子表达发生变化。实验结论：①本研究系统的描绘了在周围神经损伤修复过程中的全基因谱表达变化情况，发现了NFκB信号通路与炎症反应是周围神经损伤修复早期最为重要活跃的分子信号调节通路。②SMCX基因对周围神经schwann细胞的细胞形态、细胞增殖性、细胞移动性以及髓鞘化能力均具有重要的调节作用，其机制可能是通过Wnt信号通路介导的。SMCX基因位点可能成为一个有重要意义的促进周围神经创伤修复的全新治疗靶点。