脊髓损伤组织匀浆通过甲酰基肽受体2促进神经元突起的生长

摘要:

脊髓损伤组织匀浆通过甲酰基肽受体2促进神经元突起的生长

文题释义:

甲酰基肽受体2:甲酰基肽受体2在吞噬类细胞中的表达和作用已经进行了广泛的研究,主要是促进吞噬细胞的趋化作用。近年来,甲酰基肽受体2在非吞噬类细胞的表达和作用也有相关的报道,如间充质干细胞、神经细胞等,在这些细胞中也能观察到其趋化作用。作者首次研究观察到甲酰基肽受体2能够促进神经元轴突的生长,并被其他实验室研究证实。那么甲酰基肽受体2对脊髓损伤修复是否起作用及其机制,这是一个十分有意义的问题。

甲酰基肽受体配体:甲酰基肽受体2配体种类繁多,来源不同,不同的配体与甲酰基肽受体2结合可能导致不同、甚至相反的生物学效应,可能与受体不同的结构域发挥作用有关。然而究竟是哪些结构域在起作用,能否在此水平上来调节受体的功能,并使之产生有利作用,避免有害作用,需要具体问题具体研究。

背景:前期研究观察到神经干细胞新分化的神经元表达甲酰基肽受体2,并证实甲酰基肽受体2能促进神经干/祖细胞迁移,诱导向神经元分化。脊髓损伤组织中存在甲酰基肽受体2配体,然而不同的配体与甲酰基肽受体2结合可能导致不同、甚至相反的生物学效应。

目的:探讨脊髓损伤产生的配体与甲酰基肽受体2作用后对神经元突起生长的影响。

方法:采用酶消化法提取胎鼠大脑皮质神经元;制备SD大鼠脊髓损伤模型,提取损伤脊髓组织匀浆。①实验分组1:观察甲酰基肽受体2激活对神经元突起的影响,分组如下:对照组、甲酰基肽受体2阻断剂组(即添加WRW4)、脊髓匀浆组、脊髓匀浆+WRW4组;②实验分组2:观察甲酰基肽受体2激活后AKT和ERK信号通路阻断对神经元突起的影响,分组如下:对照组、AKT和ERK信号通路阻断剂组(即添加Ly294002+PD98059)、脊髓匀浆组、脊髓匀浆+Ly294002+PD98059组。神经元细胞贴壁24 h后,按上述分组处理7 d,免疫荧光染色共聚焦显微镜观察脊髓匀浆激活甲酰基肽受体2对神经元突起的影响;按上述分组处理30 min,Western blotting检测磷酸化蛋白水平;按上述分组处理24 h,Western blotting检测F-actin水平,观察在甲酰基肽受体2特异性阻断剂WRW4存在的情况下,对MAPK和PI3K/Akt通路中关键蛋白磷酸化的影响。

结果与结论:①脊髓损伤组织匀浆液能够使神经元突起长度、初级分枝数、分枝节点数显著增加,这种增加效应大部分被甲酰基肽受体2受体特异性阻断剂WRW4阻断;②脊髓损伤组织匀浆液能够使神经元中ERK1/2和Akt的磷酸化增加,这种效应能够被WRW4阻断;③Akt信号通路阻断剂Ly294002和Erk信号通路阻断剂PD98059能够阻断脊髓匀浆的促进作用;④脊髓损伤组织匀浆能够使F-actin表达量明显增加,这种效应能够被甲酰基肽受体2特异性阻断剂WRW4所阻断;⑤这些实验结果说明,脊髓匀浆液能够通过激活甲酰基肽受体2促进神经元突起生长,这种作用机制可能与ERK1/2和Akt的磷酸化增加相关。

ORCID: 0000-0003-1097-1874(张良)

中国组织工程研究杂志出版内容重点:干细胞;骨髓干细胞;造血干细胞;脂肪干细胞;肿瘤干细胞;胚胎干细胞;脐带脐血干细胞;干细胞诱导;干细胞分化;组织工程

关键词: 脊髓损伤, 脊髓损伤组织匀浆, 神经元, 甲酰基肽受体, 轴突生长, Akt信号通路, Erk信号通路

文章来源: 张 良, 刘明永, 刘 鹏, 薛 鑫, 陈宗锋, 张良民, 张 健, 郭乔楠, 赵建华. 脊髓损伤组织匀浆通过甲酰基肽受体2促进神经元突起的生长[J]. 中国组织工程研究, 2020, 24(1): 106-111.


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