C5a促进小鼠脊髓损伤后神经元再生的机制研究

通过阻断补体系统的活化来抑制炎症反应、减轻继发性损伤是近年来促进脊髓损伤（SCI）后再生的一条新途径。我们前期的实验发现C3基因敲除能够抑制TNF-α的释放，促进体外培养背根神经节突起的生长，在一定程度上促进再生。然而近年来神经系统退行性疾病的研究提示，补体系统活化后也可能通过其裂解产物C5a发挥神经保护作用，但在SCI中尚无直接证据。如果后者也存在该神经保护作用，那么虽然抑制补体系统活化在一定程度上弱化了继发性损伤这个不利因素，但同时也丧失了补体活化后的神经保护作用这个有利因素，从而影响了再生程度的进一步提高。本研究利用C3基因敲除小鼠SCI及小胶质细胞和损伤神经元共培养模型，外源给予C5a及C5a受体拮抗剂，通过检测神经元凋亡数目及小胶质细胞对凋亡神经元的吞噬情况，从在体和离体两方面对补体系统是否发挥了神经保护作用及其机制进行探讨，对这条促进SCI后再生的新途径进行必要的完善和补充。

通过阻断补体系统的活化来抑制炎症反应、减轻继发性损伤是近年来促进脊髓损伤（spinal cord injury, SCI）后再生的一条新途径。我们前期的实验发现C3基因敲除能够抑制TNF-α的释放，促进体外培养背根神经节突起的生长，在一定程度上促进再生。然而近年来神经系统退行性疾病的研究提示，补体系统活化后也可能通过其裂解产物C5a发挥神经保护作用，但在SCI中尚无直接证据。如果后者也存在该神经保护作用，那么虽然抑制补体系统活化在一定程度上弱化了继发性损伤这个不利因素，但同时也丧失了补体活化后的神经保护作用这个有利因素，从而影响了再生程度的进一步提高。本研究利用C3基因敲除小鼠SCI及神经元机械性损伤模型，通过外源给予C5a及C5a受体拮抗剂，检测神经元凋亡、突起生长、纤维再生和功能恢复等情况，从在体和离体两方面对补体系统是否发挥了神经保护作用及其机制进行了探讨。在体实验表明，损伤前24h或损伤后立即给予C5a均加重继发性损伤不利于再生，而损伤后24h再给予C5a则能减少星形胶质细胞的活化，抑制TNF-α表达，促进再生与功能恢复。体外实验表明，一定浓度范围（50-100nM）的C5a能够抑制caspase 3 介导的损伤神经元的凋亡，对未损伤神经元还有促进其突起生长的作用。以上结果表明，SCI后延迟给予一定浓度的C5a，一方面能够通过作用于神经元表面的C5a受体，抑制caspase 3，从而抑制神经元凋亡，发挥神经保护作用；另一方面也能减轻炎症反应，促进正常神经元突起的生长，最终促进再生与功能恢复。综上所述，我们的研究证明了SCI后C5a具有双重作用，不同时间不同浓度可能具有完全相反的作用，因此通过阻断补体系统的活化来促进SCI后再生的新途径必须考虑到这一点。