通过多层面抑制神经芽生延长肉毒毒素A作用时间及相关机制研究

肉毒毒素A已被广泛运用于局限性肌张力障碍及上运动神经元损伤所致严重痉挛的治疗，但其单次治疗后作用维持时间短暂，反复接受毒素注射不仅加重患者经济负担，而且可能诱发中和性抗体导致失效。肉毒毒素阻断神经肌肉信号传导后，神经末端代偿发出大量芽生神经，后者不仅参与突触重塑，而且有助于原始终板功能重建，对恢复神经传导功能至关重要，因此，抑制神经芽生就可能延长肉毒毒素作用时间。本课题组拟在前期实验基础上，采用具有明显抑制神经芽生作用的胰岛素样神经生长因子1抗体及多克隆神经细胞粘附分子抗体，单独或分别与L-型钙通道阻滞剂（该通道仅在芽生神经上特异性表达）联合应用于大鼠腓肠肌肉毒毒素A模型，通过电生理技术在活体上动态研究肉毒毒素注射后不同干预因素对肌力恢复过程的影响，寻找出延长肉毒毒素A单次治疗疗效持续时间的科学方法；同时结合分子生物学技术，阐明抑制神经芽生对延长肉毒毒素A时效的作用机制。

在国家自然科学基金青年项目的资助下，本课题组已经建立起肉毒毒素应用研究的技术平台和团队，项目负责人已经成长为我国肉毒毒素应用研究领域的带头人之一，先后在14次国际、国内学术会议上进行学术报告及交流，发表论文11篇（SCI 4篇，5篇中华系列，2篇核心期刊），联合主编著作3部，获得国家专利2项，获得了上海市青年科技启明星及上海市卫生系统“银蛇奖”。 培养硕士研究生3名，其中2名已顺利毕业。. 本课题组通过肌肉注射肉毒毒素A（Btx-A）制备大鼠腓肠肌麻痹模型，采用自主研发的“大鼠下肢神经及肌肉功能的测定系统”（CN102599921A）动态观察大鼠腓肠肌在体状态下肌肉收缩强度的变化。通过注射不同剂量Btx-A，我们得出了Btx-A的剂量-效应关系，并总结出观察大鼠腓肠肌麻痹模型Btx-A最大疗效的饱和注射剂量（1U），确定了最佳观察剂量（0.5U）。在腓肠肌肌肉收缩强度的研究中，我们首次发现分别局部注射胰岛素样神经生长因子1抗体（IGF-1 Ab）、多克隆神经细胞粘附分子抗体（P-NCAM-Ab）以及尼群地平均可延长Btx-A的作用时间，且IGF-1 Ab、P-NCAM-Ab对Btx-A生物学效应的影响呈剂量-效应依赖关系。此外，两种抗体联合尼群地平后均可延长Btx-A作用时间，但与尼群地平组延长Btx-A的效果无明显差异。在湿重百分比研究中，我们发现Btx-A可引起大鼠腓肠肌不完全可逆性萎缩，且IGF-1 Ab、P-NCAM-Ab以及尼群地平均可延长腓肠肌萎缩持续时间。. 实验中，我们采用改良乙酰胆碱酯酶染色和氯化金染色观察运动终板-神经末梢的变化，发现IGF-1 Ab、P-NCAM-Ab及尼群地平均可延缓原始运动终板功能恢复，并抑制了Btx-A注射后所继发的神经芽生现象。在分子生物学方面，我们发现IGF-1 Ab、P-NCAM-Ab均延缓了与神经再生及终板形成相关的基因及蛋白（IGF-1、NCAM、Musk等）表达。. 综上所述，IGF-1 Ab、P-NCAM-Ab以及尼群地平均可延长Btx-A的作用时间，其作用机制与代偿性神经芽生及Musk表达上调被抑制相关，为延长Btx-A作用时间提供了新的思路。