EZH2基因对神经干细胞修复脊髓损伤的表观调控作用及机制研究

Neural stem cells transplantation for spinal cord injury to address pathological reduction of neurons and neuronal targets after the interruption. How to control differentiation of transplanted neural stem cells into neurons and nerve fiber regeneration, new targets for cells is the key to improving and repairing spinal cord function. Epigenetic regulatory mechanisms are central to maintain self-renewal and differentiation of stem cells biology. EZH2 is the epigenetic regulation of gene expression plays an important role in protein. Neural stem cells to self-when different terminal cell proliferation and differentiation, different levels of EZH2 expression. Studies by transgenic technology designed to control their genes into neural stem cells expression of EZH2, reach regulation of neural stem cells differentiation into neurons and promote the regeneration of nerve fibers and the purpose of the formation of new neural connections, using fluorescent protein electrophysiological and behavioral tests of tracer technique and observation of animal model of spinal cord structure and functional recovery of spinal cord injury. Explore EZH2 apparent mechanism regulating neural stem cell proliferation and differentiation, confirmed that epigenetic regulatory role in the injury and repair of the nervous system. For Clinical Cytology laboratory for treatment of spinal cord injury and related diseases based on. These research ideal was a bold essay established in the former research foundation at home and abroad.

神经干细胞移植为重建损伤脊髓的连续性并恢复其功能提供了可能。如何调控移植的神经干细胞向神经元定向分化并促进新的神经纤维再生、促进细胞间建立新的联接是提高和修复脊髓功能的关键。EZH2是重要的表观遗传调控蛋白，参与调控干细胞自我更新和定向分化。神经干细胞在自我增殖及向不同终末细胞分化时EZH2表达水平不同。课题小组成员已观察到EZH2对周围神经元轴突再生速度有明显调节作用。本研究设计利用基因电转化技术将抑制基因或表达基因导入神经干细胞，调控其EZH2的表达水平；通过体内体外实验观察不同EZH2表达水平调控神经干细胞向神经元定向分化及促进神经纤维再生和新神经连接形成中的作用；利用荧光蛋白示踪技术及电生理和行为学检测观察脊髓损伤动物模型脊髓结构和功能恢复情况，探寻EZH2表观调控神经干细胞增殖分化的作用机制，证实表观遗传调控在脊髓损伤修复中的作用。为临床细胞学治疗脊髓损伤及相关疾病提供实验依据。

EZH2是重要表观遗传调控蛋白，参与调控干细胞自我更新和定向分化。EZH2对周围神经元轴突再生速度有明显调节作用。本课题研究分离培养了小鼠胚胎神经干细胞，观察了神经干细胞分化增殖特性及分化增殖过程中EZH2表达情况。采购了人神经干细胞，选取第3-6代细胞，利用慢病毒构建稳转细胞株，通过分子生物学实验检测调节细胞周期相关蛋白G1/S-特异性周期蛋白CyclinD1和增殖相关蛋白c-Myc在蛋白和mRNA表达水平上的变化。EZH2基因在体外过表达促进人神经干细胞增殖，这种促进作用通过上调CyclinD1和c-Myc蛋白表达水平促进细胞从细胞周期G1期加速进入S期和G2期，但对细胞凋亡无影响。EZH2基因对神经干细胞增殖影响为临床细胞学治疗脊髓损伤及相关疾病提供潜在靶点。. 构建小鼠坐骨神经损伤再生模型用于检测体内感觉神经轴突再生，通过EGFP质粒显微注射，电转使体内DRG双极神经元细胞产生绿色荧光蛋白标记再生轴突，体内坐骨神经挤压损伤后不同时点检测再生轴突长度，观察到轴突以每天1-1.5mm速度再生，量化轴突再生速度，证实了体内感觉轴突再生长度随时间延长而增加，并检测到蛋白酶Caspase3与神经轴突再生时间正相关；过表达microRNA-210可以促进神经轴突的生长，抑制DRG神经细胞的凋亡。基于坐骨神经损伤再生模型基础，尝试构建了兔臂丛神经损伤动物模型，并观察了失神经支配后患肢骨质疏松情况及生物力学变化情况。. 通过激光共聚焦显微镜观察EGFP标注的DRG细胞体内体外轴突再生，了解DRG双极神经元细胞轴突损伤修复规律。通过检测体内体外DRG细胞损伤后Wnt家族和Gata4 mRNA及蛋白表达水平，证实不同Wnt基因在周围神经损伤后表达水平不同；Wnt3的mRNA及蛋白水平在周围神经损伤后被诱导下调表达；Wnt3的敲低和过表达分别促进和抑制了体外培养的小鼠成体背根神经节神经元轴突再生，同时Wnt3的敲低促进了体内坐骨神经损伤后轴突再生，Wnt3通过抑制Gata4的表达调控体外周围神经轴突再生，初步揭示了EZH2在神经干细胞分化增殖及神经元轴突再生中的作用机理，为表观遗传调控神经干细胞修复脊髓损伤提供理论依据。