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参与调控脊髓损伤后的神经发生的信号通路新发现:EGFR-ERK-TRIM32

科技工作者之家 2019-09-11

来源:中科院再生医学


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。已有的研究报道了myelin通过激活表皮生长因子受体(EGFR)信号通路抑制神经元轴突延伸, 但是,关于myelin如何抑制神经干细胞向神经元分化并没有相关的报道,因此,解析myelin抑制神经干细胞向神经元分化的机制对于今后脊髓损伤修复策略的改进具有十分重要的意义。

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中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武再生医学研究团队近日研究结果表明,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。

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。

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。

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EGFR-ERK-TRIM32信号通路调控神经元分化的模式图 

(A)在myelin抑制微环境条件下,PKC-,Src-Pyk2-介导EGFR-ERK信号通路激活,ERK下游的TRIM32被抑制,进而抑制神经干细胞向神经元分化。(B)阻抑EGFR-ERK信号通路可以促进TRIM32的表达,促进神经干细胞向神经元分化。

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。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。

该研究成果已于近日被Stem Cells杂志接收。鉴于TRIM32在EGFR-ERK通路下游调控神经干细胞向神经元分化过程中的重要作用,因此,可以将TRIM32作为一个药物靶点,为以后脊髓损伤修复提供新的治疗靶标。

来源:dailab2003 中科院再生医学

原文链接:http://mp.weixin.qq.com/s?__biz=MzA4MjUwMTM4NA==&mid=2675604225&idx=1&sn=069a373f09b6abbd46fa760743637ba7&chksm=850a1166b27d98701ab5e9a9be78e8d6b349106d9a99ee246a48efbdf4d386fbc5c05ea320cb&scene=27#wechat_redirect

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