脊髓損傷組織勻漿通過甲酰基肽受體2促進神經元突起的生長

摘要:

脊髓損傷組織勻漿通過甲酰基肽受體2促進神經元突起的生長

文題釋義:

甲酰基肽受體2:甲酰基肽受體2在吞噬類細胞中的表達和作用已經進行了廣泛的研究,主要是促進吞噬細胞的趨化作用。近年來,甲酰基肽受體2在非吞噬類細胞的表達和作用也有相關的報道,如間充質幹細胞、神經細胞等,在這些細胞中也能觀察到其趨化作用。作者首次研究觀察到甲酰基肽受體2能夠促進神經元軸突的生長,並被其他實驗室研究證實。那麼甲酰基肽受體2對脊髓損傷修復是否起作用及其機制,這是一個十分有意義的問題。

甲酰基肽受體配體:甲酰基肽受體2配體種類繁多,來源不同,不同的配體與甲酰基肽受體2結合可能導致不同、甚至相反的生物學效應,可能與受體不同的結構域發揮作用有關。然而究竟是哪些結構域在起作用,能否在此水平上來調節受體的功能,並使之產生有利作用,避免有害作用,需要具體問題具體研究。

背景:前期研究觀察到神經幹細胞新分化的神經元表達甲酰基肽受體2,並證實甲酰基肽受體2能促進神經幹/祖細胞遷移,誘導向神經元分化。脊髓損傷組織中存在甲酰基肽受體2配體,然而不同的配體與甲酰基肽受體2結合可能導致不同、甚至相反的生物學效應。

目的:探討脊髓損傷產生的配體與甲酰基肽受體2作用後對神經元突起生長的影響。

方法:採用酶消化法提取胎鼠大腦皮質神經元;製備SD大鼠脊髓損傷模型,提取損傷脊髓組織勻漿。①實驗分組1:觀察甲酰基肽受體2激活對神經元突起的影響,分組如下:對照組、甲酰基肽受體2阻斷劑組(即添加WRW4)、脊髓勻漿組、脊髓勻漿+WRW4組;②實驗分組2:觀察甲酰基肽受體2激活後AKT和ERK信號通路阻斷對神經元突起的影響,分組如下:對照組、AKT和ERK信號通路阻斷劑組(即添加Ly294002+PD98059)、脊髓勻漿組、脊髓勻漿+Ly294002+PD98059組。神經元細胞貼壁24 h後,按上述分組處理7 d,免疫熒光染色共聚焦顯微鏡觀察脊髓勻漿激活甲酰基肽受體2對神經元突起的影響;按上述分組處理30 min,Western blotting檢測磷酸化蛋白水平;按上述分組處理24 h,Western blotting檢測F-actin水平,觀察在甲酰基肽受體2特異性阻斷劑WRW4存在的情況下,對MAPK和PI3K/Akt通路中關鍵蛋白磷酸化的影響。

結果與結論:①脊髓損傷組織勻漿液能夠使神經元突起長度、初級分枝數、分枝節點數顯著增加,這種增加效應大部分被甲酰基肽受體2受體特異性阻斷劑WRW4阻斷;②脊髓損傷組織勻漿液能夠使神經元中ERK1/2和Akt的磷酸化增加,這種效應能夠被WRW4阻斷;③Akt信號通路阻斷劑Ly294002和Erk信號通路阻斷劑PD98059能夠阻斷脊髓勻漿的促進作用;④脊髓損傷組織勻漿能夠使F-actin表達量明顯增加,這種效應能夠被甲酰基肽受體2特異性阻斷劑WRW4所阻斷;⑤這些實驗結果說明,脊髓勻漿液能夠通過激活甲酰基肽受體2促進神經元突起生長,這種作用機制可能與ERK1/2和Akt的磷酸化增加相關。

ORCID: 0000-0003-1097-1874(張良)

中國組織工程研究雜誌出版內容重點:幹細胞;骨髓幹細胞;造血幹細胞;脂肪幹細胞;腫瘤幹細胞;胚胎幹細胞;臍帶臍血幹細胞;幹細胞誘導;幹細胞分化;組織工程

關鍵詞: 脊髓損傷, 脊髓損傷組織勻漿, 神經元, 甲酰基肽受體, 軸突生長, Akt信號通路, Erk信號通路

文章來源: 張 良, 劉明永, 劉 鵬, 薛 鑫, 陳宗鋒, 張良民, 張 健, 郭喬楠, 趙建華. 脊髓損傷組織勻漿通過甲酰基肽受體2促進神經元突起的生長[J]. 中國組織工程研究, 2020, 24(1): 106-111.


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