一种直接显示周围神经轴突再生的新方法

来自中国桂林医学院附属医院王锐英研究组联合约翰霍普金斯大学医学院周峰泉研究组报道了一个极其新颖的发现,感觉轴突可在挤压部位再生,并随着时间的推移逐渐延长;而通过体内电穿孔表达增强型绿色荧光蛋白或荧光染料标记的微小RNA的背根神经节中的神经元胞体可在组织清除后成像。

啮齿动物的坐骨神经挤压伤已被广泛用作研究体内外周轴突再生的模型。在这种模型中,轴突再生通常使用特异性轴突再生相关蛋白(例如生长相关蛋白43和神经生长相关蛋白10)免疫染色的纵向神经切片来量化。因为神经切片的轴突再生只能通过测量距离损伤部位不同距离的轴突碎片的荧光强度来量化,因此它提供了再生轴突长度的间接测量。此外,大多数神经挤压伤实验是在来自背根神经节神经元的感觉轴突和来自脊髓运动神经元的运动轴突混合的地方进行,并且在单个时间点处死动物以评估轴突再生。因此,研究结果代表了2种不同神经元群体的平均轴突再生,这2个群体可能具有不同的轴突再生能力。这种间接测量如何真实反映外周轴突再生率仍是一个悬而未决的问题。

王锐英等首先利用体内电穿孔技术分析了神经挤压伤后不同时间点体内再生感觉轴突的长度。研究结果可为今后的外周轴突再生研究提供了重要的参考。另外,通过荧光染料标记运动轴突,能进一步研究运动神经元和感觉神经元在类似的周围神经环境中是否具有不同的轴突再生率。接下来采用一种快速组织清除法成功清除背根神经节和坐骨神经。清除的背根神经节的三维成像提供了表达增强型绿色荧光蛋白或荧光染料标记的微小RNA寡聚体的感觉神经元的高质量图像。未来,通过直接追踪感觉神经元的中心分支,结合脊髓组织清除,可以研究更多、更高分辨率的脊髓再生。

将这项成果撰写的文章发表在《中国神经再生研究(英文版)》杂志2020年6期。

文章摘要:目前大多数研究通过免疫染色再生相关蛋白来检测轴突再生,这种方法可以间接地测量背根神经节中感觉神经元和脊髓中运动神经元的轴突长度。我们最近开发了一种以编码增强型绿色荧光蛋白的质粒DNA体内电穿孔转染成年背根神经节中感觉神经元的直接特异性测量整个神经再生感觉轴突长度的方法。(1)首先通过镊子挤压坐骨神经,建立坐骨神经挤压小鼠模型,并在损伤前2或3d时通过在同侧背根神经节电穿孔转染携带编码增强型绿色荧光蛋白的质粒DNA;(2)以共聚焦显微镜观察背根神经节或坐骨神经的荧光分布情况,损伤12,18h,1,2,3,4,5,6d时可通过表达绿色荧光的图像,测量坐骨神经挤压后的再生轴突长度;以Western blot检测背根神经节中凋亡相关蛋白Caspase-3的表达情况,发现体内电穿孔转染不影响背根神经节中凋亡相关蛋白Caspase-3的表达;接下来采用一种快速组织清除法成功清除了背根神经节和坐骨神经。清除的背根神经节的三维成像可提供表达增强型绿色荧光蛋白或荧光染料标记的微小RNA寡聚体的感觉神经元的高质量图像;(3)实验结果将为周围神经轴突再生直接时程分析提供帮助。实验于2014-3-7经桂林医学院动物伦理委员会批准(批准号:GLMC201503010)。

文章关键词:轴突再生;体内电穿孔;组织清除;背根神经节;周围神经系统;坐骨神经;微小RNA;细胞凋亡;神经再生

文章来源:Gao Y, Hu YW, Duan RS, Yang SG, Zhou FQ, Wang RY (2020) Time course analysis of sensory axon regeneration in vivo by directly tracing regenerating axons. Neural Regen Res 15(6):1160-1165. doi:10.4103/1673-5374.270315


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