反应性星型胶质细胞再髓鞘化修复脊髓损伤的实验研究

The demyelination is an important cause of neural function loss after spinal cord injury.Sufficient remyelination will restore its function maximum. After spinal cord injury the endogenous neural stem cells (NSC)proliferate significantly, but the proportion of oligodendrocyte differentiation and remyelination are very limited.Reactive astrocytes (RA) is the major part of the proliferated endogenous NSC after spinal cord injury, and the Neuregulin-1/ErbB signaling pathway have an irreplaceable role in the development and maturation of oligodendrocyte.This study design to repair spinal cord injury by promoting oligodendrogenesis and remyelination through the Neuregulin-1/ErbB signaling pathway.With in vitro experiments and animal models of spinal cord injury, taking RA as object of study, we will Investigate the function of Neuregulin-1/ErbB signaling pathway in oligodendrogenesis、remyelination and neurological recovery.We will also investigate its “crosstalk”with other signaling pathway to find the Molecular mechanisms of promoting oligodendrogenesis and remyelination.

脊髓损伤(SCI)后的脱髓鞘改变是神经功能丧失的重要原因，充分的再髓鞘化能够最大程度的恢复其功能。促进少突胶质细胞 (Oligo) 生发是中枢神经再髓鞘化的关键。SCI后内源性神经干细胞（NSC）大量增殖，但Oligo的分化比例及再髓鞘化都很有限。反应性星型胶质细胞（RA）是SCI后内源性NSC增殖的主要部分，而Neuregulin-1/ErbB信号通路对Oligo的发育和成熟有不可替代的作用。课题设计通过Neuregulin-1/ErbB 信号通路促进RA的Oligo生发及再髓鞘化修复SCI并对作用的分子机制进行探讨。通过体外实验及SCI动物模型，以RA为研究对象，激活Neuregulin-1/ErbB 信号，探讨其在RA的Oligo生发、再髓鞘化及神经功能恢复中的作用，并通过分析与其他信号通路的“crosstalk”,探讨该信号通路促进RA的Oligo生发及再髓鞘化作用

轴索脱髓鞘是脊髓损伤(SCI)的一贯病理特征。促进少突胶质细胞分化对髓鞘再生具有重要意义。将具有干细胞潜能的反应性星形胶质细胞转化为少突胶质细胞被认为是脊髓损伤修复的一种创新策略。神经调节蛋白-1(Nrg1)在少突胶质细胞分化中起重要作用。因此，使用Nrg1驱动反应性星形胶质细胞向少突胶质细胞方向发展是治疗脊髓损伤脱髓鞘的一种潜在方法。本研究用肿瘤坏死因子- ( TNF-)诱导原代大鼠脊髓星形胶质细胞脱分化为反应性星形胶质细胞，并在体内外进行星形胶质细胞的诱导。结果表明，经TNF-处理的星形胶质细胞在基因和蛋白水平均表达未成熟标志物CD44mRNA和Musashi1mRNA，提示TNF-诱导了星形胶质细胞的干细胞状态。NRG1诱导反应性星形胶质细胞在基因和蛋白水平表达少突胶质细胞标志物PDGFR-α和O4，表明NRG1直接将反应性星形胶质细胞转化为少突胶质细胞系细胞。此外，还观察到Nrg1对PI3K-AKT-mTOR信号通路激活的上调作用。在脊髓损伤大鼠，鞘内注射Nrg1可将反应性星形胶质细胞转化为少突胶质细胞，抑制星形胶质细胞增生，促进髓鞘再生，保护轴突，最终改善BBB评分。Nrg1与ErbB抑制剂联合应用可显著逆转Nrg1的上述生物学效应，提示Nrg1通过ErbB受体发挥作用。我们的研究结果表明，Nrg1足以通过PI3K-AKT-mTOR信号通路将反应性星形胶质细胞反式分化为少突胶质细胞，并修复脊髓损伤。Nrg1在脊髓再生过程中的应用可能是一种很有前途的脊髓修复策略。