一種直接顯示周圍神經軸突再生的新方法

來自中國桂林醫學院附屬醫院王銳英研究組聯合約翰霍普金斯大學醫學院周峰泉研究組報道了一個極其新穎的發現,感覺軸突可在擠壓部位再生,並隨著時間的推移逐漸延長;而通過體內電穿孔表達增強型綠色熒光蛋白或熒光染料標記的微小RNA的背根神經節中的神經元胞體可在組織清除後成像。

齧齒動物的坐骨神經擠壓傷已被廣泛用作研究體內外周軸突再生的模型。在這種模型中,軸突再生通常使用特異性軸突再生相關蛋白(例如生長相關蛋白43和神經生長相關蛋白10)免疫染色的縱向神經切片來量化。因為神經切片的軸突再生只能通過測量距離損傷部位不同距離的軸突碎片的熒光強度來量化,因此它提供了再生軸突長度的間接測量。此外,大多數神經擠壓傷實驗是在來自背根神經節神經元的感覺軸突和來自脊髓運動神經元的運動軸突混合的地方進行,並且在單個時間點處死動物以評估軸突再生。因此,研究結果代表了2種不同神經元群體的平均軸突再生,這2個群體可能具有不同的軸突再生能力。這種間接測量如何真實反映外周軸突再生率仍是一個懸而未決的問題。

王銳英等首先利用體內電穿孔技術分析了神經擠壓傷後不同時間點體內再生感覺軸突的長度。研究結果可為今後的外周軸突再生研究提供了重要的參考。另外,通過熒光染料標記運動軸突,能進一步研究運動神經元和感覺神經元在類似的周圍神經環境中是否具有不同的軸突再生率。接下來採用一種快速組織清除法成功清除背根神經節和坐骨神經。清除的背根神經節的三維成像提供了表達增強型綠色熒光蛋白或熒光染料標記的微小RNA寡聚體的感覺神經元的高質量圖像。未來,通過直接追蹤感覺神經元的中心分支,結合脊髓組織清除,可以研究更多、更高分辨率的脊髓再生。

將這項成果撰寫的文章發表在《中國神經再生研究(英文版)》雜誌2020年6期。

文章摘要:目前大多數研究通過免疫染色再生相關蛋白來檢測軸突再生,這種方法可以間接地測量背根神經節中感覺神經元和脊髓中運動神經元的軸突長度。我們最近開發了一種以編碼增強型綠色熒光蛋白的質粒DNA體內電穿孔轉染成年背根神經節中感覺神經元的直接特異性測量整個神經再生感覺軸突長度的方法。(1)首先通過鑷子擠壓坐骨神經,建立坐骨神經擠壓小鼠模型,並在損傷前2或3d時通過在同側背根神經節電穿孔轉染攜帶編碼增強型綠色熒光蛋白的質粒DNA;(2)以共聚焦顯微鏡觀察背根神經節或坐骨神經的熒光分佈情況,損傷12,18h,1,2,3,4,5,6d時可通過表達綠色熒光的圖像,測量坐骨神經擠壓後的再生軸突長度;以Western blot檢測背根神經節中凋亡相關蛋白Caspase-3的表達情況,發現體內電穿孔轉染不影響背根神經節中凋亡相關蛋白Caspase-3的表達;接下來採用一種快速組織清除法成功清除了背根神經節和坐骨神經。清除的背根神經節的三維成像可提供表達增強型綠色熒光蛋白或熒光染料標記的微小RNA寡聚體的感覺神經元的高質量圖像;(3)實驗結果將為周圍神經軸突再生直接時程分析提供幫助。實驗於2014-3-7經桂林醫學院動物倫理委員會批准(批准號:GLMC201503010)。

文章關鍵詞:軸突再生;體內電穿孔;組織清除;背根神經節;周圍神經系統;坐骨神經;微小RNA;細胞凋亡;神經再生

文章來源: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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