脊髓损伤后,在损伤部位会产生以髓鞘蛋白(myelin)为首的抑制再生微环境,往往造成损伤部位轴突延伸抑制和神经元分化障碍,给脊髓损伤治疗带来巨大的挑战。
myelin通过激活表皮生长因子受体-细胞外调节激酶(EGFR-ERK)通路抑制神经干细胞向神经元分化,而抗癌药西妥昔单抗Cetuximab作为EGFR的单克隆抗体可以拮抗myelin的抑制作用促进神经干细胞定向神经元分化。
研究结果显示,当用小分子抑制剂Gefitinib或PD98059将EGFR-ERK通路阻断后,myelin对神经元分化的抑制效应降低,神经元的分化比例升高。进一步的研究结果发现,myelin可以抑制神经元分化命运决定因子TRIM32(Tripartite motif protein 32,三重基序蛋白家族)的表达,当EGFR-ERK通路被抑制时,myelin抑制TRIM32表达的效应降低,神经元分化作用得到增强。同时,IP实验证明ERK通过与TRIM32间的相互作用调控神经元的分化。功能研究表明,在神经干细胞中过量表达TRIM32蛋白,可以拮抗myelin对神经元分化的抑制作用,促进神经干细胞向神经元分化。西妥昔单抗Cetuximab可通过EGFR-ERK-TRIM32信号通路调控神经干细胞定向神经元分化促进脊髓损伤再生修复。
在体内研究中,研究团队大鼠体内通过慢病毒介导TRIM32蛋白的过表达,发现脊髓全横断损伤后在损伤区有新的神经元产生。此外,在脊髓全横断损伤后,通过原位给予以及腹腔注射持续给予EGFR-ERK抑制剂,可以增加损伤区TRIM32蛋白的表达。在TRIM32过表达的基础上,可以观察到损伤区有新的Tuj-1阳性的神经元以及NeuN阳性的成熟神经元出现,谱系示踪的方法进一步证明这些神经元是由nestin阳性的神经干细胞分化而来,且治疗组动物出现明显的运动功能恢复。
综上所述,本研究发现myelin通过激活EGFR-ERK通路抑制神经干细胞向神经元分化,并首次证明了TRIM32作为ERK下游的靶标参与调控神经干细胞向神经元的分化过程。通过西妥昔单抗Cetuximab或者小分子抑制剂阻抑EGFR-ERK通路可以上调TRIM32的表达,进而可以拮抗myelin对神经元分化的抑制作用,促进脊髓全横断损伤后损伤区nestin阳性的神经干细胞向神经元分化,增强脊髓损伤后运动功能的恢复。如有需要,请咨询康必行海外医疗医学顾问:4006-130-650或扫码添加下方微信,我们将竭诚为您服务!
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