ApoE对创伤性颅脑损伤后轴突再生修复的影响及其机制

Repair of neural pathway can directly influence the outcome of Traumatic Brain Injury (TBI), in which axon regeneration plays a key role. It has been proved that apolipoprotein E (ApoE) can influence the axon regeneration after TBI in vitro in our research, though the mechanism remains unclear. And ApoER2 is a common receptor of ApoE, which could effect axon development. Accordingly the potential positive effect of ApoE on axon regeneration via ApoER2-Dab1 pathway after TBI is well hypothesized in this research. With the application of laser scanning fluorescence confocal microscope, immunoblotting, fibre tracking and behavioral assessment on the established model of neuron block axon fracture and controlled cortical impact, such issues would be investigated: effect of ApoE on axon regeneration and the underlying signal pathway, effect of ApoE on functional recovery after TBI.The aim of the study is to explore the molecular mechanism of ApoE on TBI signaling recovery and the feasibility of its clicical application in the future.

神经传导通路的修复直接影响创伤性颅脑损伤（TBI）的预后，其中轴突再生是神经修复的中心环节。我们前期研究发现载脂蛋白E（ApoE）能促进离体神经元轴突再生，但机制尚不清楚，资料显示ApoER2（ApoE常见受体）能通过其下游途径影响轴突发育，在此基础上本课题组提出ApoE结合ApoER2后，通过ApoER2-Dab1途径影响轴突再生的假设。实验拟通过构建神经元轴突划断模型和皮层精确打击模型，采用激光共聚焦、免疫印迹、纤维示踪、行为学检测等多种手段，探讨：①ApoE对轴突再生的影响；②ApoE影响轴突再生的信号通路；③ApoE对TBI后神经功能的影响。本课题旨在深入研究ApoE影响TBI后神经传导通路修复的机制，并为其在TBI治疗中的临床应用提供坚实的实验依据。

本研究以 ApoE 与 ApoER2-Dab1 通路的关系为切入点，从轴突再生的角度探讨 ApoE 影响 TBI 后神经修复的可能机制。课题组首先成功培养出普通C57BL/6J小鼠和APOE基因敲除鼠的皮层神经元，并构建出稳定的离体皮层神经元轴突划断模型，并用普通光镜和激光共聚焦显微镜观察断裂轴突的变化，本研究发现皮层神经元轴突在被划断后的较短时间内出现轴突回缩球，数小时后轴突从断裂端开始向远端延伸，即再生出新的轴突。通过对比APOE基因敲除小鼠和普通C57BL/6J小鼠的轴突再生情况发现，APOE基因敲除鼠皮层神经元轴突再生能力明显弱于普通C57BL/6J小鼠神经元。.我们继续探究ApoE 与 ApoER2-Dab1 通路以及轴突再生的关系。首先构建轴突划断模型并提取神经元在轴突划断后1d、3d、7d时的总蛋白，再在成年普通C57BL/6J小鼠和APOE基因敲除鼠构建精确皮质打击模型，并提取伤灶周围组织总蛋白，用Western Blot法检测了ApoER2、磷酸化Dab1、Cdc42蛋白水平，并检测所有小鼠的平衡运动和记忆探索能力。本课题组研究发现APOE基因敲除鼠的平衡运动功能明显弱于普通C57BL/6J小鼠，且其ApoER2、磷酸化Dab1、Cdc42蛋白水平也显著低于普通C57BL/6J小鼠。随后，我们构建了ApoER2和Dab1基因的沉默载体（慢病毒载体）和过表达载体，下一步会将病毒转染到C57BL/6J小鼠离体神经元并构建轴突划断模型，用RT-PCR和WB进行验证，以探究在沉默和过表达ApoER2和Dab1基因后，轴突再生相关的Cdc42蛋白水平以及断裂轴突的再生能力的变化，以明确ApoER2和Dab1对轴突再生能力的影响。.结论：ApoE显著促进脑神经元轴突再生，显著改善小鼠TBI以后的神经功能，且该神经保护作用可能是通过ApoER2-Dab1信号通路实现的。.成果：已有2篇CSCD论文发表，其他数据正在整理成文，即将投递SCI杂志，有望在2015年发表。.意义：本课题首次研究了ApoE对TBI后神经修复的作用并研究了其可能机制，拓展了人们对ApoE蛋白的认识，并为以后开发ApoE相关的神经保护药物提供理论依据。