周围神经损伤后具有一定的再生能力,但是即便再生轴突实现了对靶器官的再支配,其神经功能仍难恢复到原有的水平。导致这一现象的原因是多方面的,其中一个重要的原因是周围神经损伤导致的轴突断裂会诱发脊髓运动神经元胞体以及树突的退变,而后者会使大脑皮质中的上运动神经元与脊髓的下运动神经元之间信息传递效率降低,即大脑发出的运动指令无法通过脊髓运动神经元传达至骨骼肌等靶器官。如果能减轻周围神经损伤早期的树突退变并促进后期的树突再生,则能极大促进神经损伤后的功能性恢复。近年来的研究显示,调控轴突再生与调控树突再生的分子机制不完全相同,作为一个在神经轴突再生中发挥至关重要作用的信号分子,RhoA在损伤神经元中会被激活,但是其对树突的退变与再生有何作用,目前尚无相关报道。
近期,为探明周围神经损伤后在神经元内被激活的RhoA信号对于树突的退变与再生的影响,中国南方医科大学郭家松团队在《中国神经再生研究(英文版)》(Neural Regeneration Research)上发表了题为“Motor neuron-specific RhoA knockout delays degeneration and promotes regeneration of dendrites in spinal ventral horn after brachial plexus injury”的研究。该团队利用HB9-Cre工具鼠和RhoA-Flox转基因小鼠杂交获得RhoA在神经元特异性基因敲除小鼠,在其成年后建立臂丛神经离断模型以及离断后神经修复模型。在神经损伤桂圆不同时间点利用微管相关蛋白2免疫荧光检测脊髓前角内树突的密度,并利用高尔基染色和Sholl定量分析前角运动神经元树突的分支数量、长度和复杂度等。实验证实条件性敲除RhoA可缓解周围神经损伤导致的前角运动神经元树突早期退变,并能促进损伤后期树突再生。这一研究为将来以RhoA为靶分子治疗周围神经损伤提供了实验证据。
这项研究主要由郭家松团队完成,暨南大学周立兵教授团队为该研究提供了HB9-Cre工具鼠并参与了相关研究。南方医科大学李咪硕士为本文第一作者,郭家松教授为通讯作者。
郭家松,南方医科大学基础医学院组胚学教研室副主任,教授,博士生导师,博士后合作导师。主要从事神经损伤与修复相关研究,主持国家自然科学基金面上项目6项,作为子课题负责人参与科技部973项目、中国脑计划(2030-“脑科学与类脑研究”重大项目)及广东省自然基金团队项目等。在Annals of Neurology,Neural Regeneration Research等期刊发表SCI论文50余篇,获授权专利8项。
郭家松于2003年在中山大学获得医学博士学位,先后到香港大学和美国范德堡大学从事博士后工作。现任中国解剖学会再生医学分会副主任委员,中国解剖学会组胚分会委员,中国研究型医院学会神经再生与修复专业委员会兼基础学组副组长,广东省解剖学会常务理事,广东省脑发育与脑病防治学会干细胞分会副主委,Neural Regeneration Research等杂志编委、Advanced Science等50余种SCI杂志的审稿人,以及国家重点研发项目、国家自然科学基金以及安徽、浙江、陕西、湖南等省的省级自然基金项目评审专家。
欢迎有志于从事神经损伤修复相关研究的同学报考郭家松课题组的硕士或博士,也欢迎有医学或生物学背景的博士毕业生申请该课题组的博士后。有兴趣的同学可以通过邮件(直接联系郭家松教授。
文章摘要:树突在神经传导通路中发挥着不可替代的作用,但其容易受到各种损伤。运动神经元在周围神经损伤后收缩,而当神经再支配时,树突则可重新延伸。RhoA是一种调节细胞骨架重建的重要开关分子,已成为促进神经元存活和轴突再生的靶点。然而,RhoA在树突退变和再生中的作用仍然未知。此次实验以HB9-Cre工具鼠和RhoA-Flox转基因小鼠杂交获得运动神经元RhoA条件性敲除小鼠,并在其成年后建立臂丛神经离断模型以及离断后神经修复模型。可见臂丛神经离断28d时,与Cre小鼠相比,RhoA条件性敲除小鼠脊髓腹角树突密度、树突复杂性以及结构完整性明显较轻。而在臂丛神经挤压后7和14d时,树突发生退变,而28-56d时有所恢复。与Cre小鼠相比,RhoA条件性敲除小鼠的树突密度、树突复杂性和结构完整性显著恢复。说明运动神经元中RhoA特异性敲除可削弱其树突退变,并促进周围神经损伤后树突的再生。
文章关键词:RhoA;条件性敲除;运动神经元;树突;退变;再生周围神经损伤;脊髓;腹角;臂丛神经
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