磷物質(zhì)在外周神經(jīng)再生時(shí)的作用

呂廣秀

解放軍第八五醫(yī)院分院，上海 200235

脊髓神經(jīng)后支在功能上分為兩支，一支到達(dá)外周組織的感受器專受感覺，而另一支則負(fù)責(zé)將接收到的信息傳輸?shù)街袠小５?，感受支損傷時(shí)其遠(yuǎn)端發(fā)生沃勒變性，髓磷脂碎片發(fā)生溶解，并形成一個(gè)利于軸突再生的環(huán)境，而近端則開始再生[1]；而傳輸支則在損傷后的數(shù)小時(shí)內(nèi)就出現(xiàn)損傷部位的膠質(zhì)細(xì)胞疤，其疤痕表面的抑制性多糖蛋白和髓磷脂中的抑制分子協(xié)同阻礙軸突的再生[2]。外周分支損傷時(shí)胞體內(nèi)的CAMP升高，激活了PKA（protein kinase A），其通過磷酸化和細(xì)胞介素-6的升高來促進(jìn)神經(jīng)的再生[3]。磷物質(zhì)在神經(jīng)再生中起重要作用，以下就幾個(gè)方面進(jìn)行介紹。

1 磷酸化CAMP和PKA的激活在神經(jīng)再生中的作用

二十世紀(jì)八十年代始至本世紀(jì)初，研究表明脊神經(jīng)的外周分支損傷能促使脊神經(jīng)元中樞抗髓磷脂的抑制作用，并且發(fā)現(xiàn)胞體中的CAMP水平升高，給未發(fā)生外周支損傷的脊神元胞體內(nèi)的注射CAMP類似物同樣能使中樞支產(chǎn)生抗隨磷脂的抑制作用，出現(xiàn)神經(jīng)再生[4-5]，而且CAMP是通過激活蛋白激酶（PKA）而發(fā)揮作用[6]。PKA、蛋白激酶等均以磷酸化激活，然后發(fā)生轉(zhuǎn)錄，從而促進(jìn)多巴胺的合成。而RhoA是細(xì)胞架裝配的關(guān)鍵信號分子，但其抑制神經(jīng)的再生，其活性協(xié)調(diào)也受磷酸的影響，能被磷酸化而失活，從而促進(jìn)神經(jīng)的再生[7]。

2 髓磷脂抑制神經(jīng)再生

髓磷脂是抑制軸突生長的主要因素，其分子表達(dá)有三種亞型（NogoA、B、C），NogoA除有C端抑制性結(jié)構(gòu)外，還存在特有N端的抑制性結(jié)構(gòu)，其抑制神經(jīng)生長的作用最強(qiáng)[8]。可溶性的Nogo受體，包含兩組富亮氨酸，是一個(gè)85KDa的GPI連接蛋白，第二個(gè)富亮氨酸是Nogo受體特有的C端結(jié)構(gòu)序列，Nogo66與受體結(jié)合會(huì)導(dǎo)致生長萎縮，且被植入受體后神經(jīng)元會(huì)對Nogo產(chǎn)生生物效應(yīng)[9]。所以，阻斷受體能克服髓磷脂對神經(jīng)元軸突生長的抑制作用。受體是通過p75 神經(jīng)元受體將髓磷脂的抑制信號傳到細(xì)胞內(nèi)。但是受體去除后，仍能發(fā)生髓磷脂對神經(jīng)生長的抑制作用，說明還有其他受體樣功能的分子存在。免疫球蛋白受體是髓磷抑制分子的另一個(gè)受體[10]。去除Nogo的三個(gè)亞型受體，脊神經(jīng)神經(jīng)元中樞分支仍不再生，也說明Nogo并不是抑制中樞分子再生的核心物質(zhì)[11]。

3 細(xì)胞因子通過磷酸化影響神經(jīng)再生

神經(jīng)生長因子通過細(xì)胞極性通路影響軸突的生長，促進(jìn)損傷的神經(jīng)元再生，其主要是使GSK-3β磷酸化而失去活性，導(dǎo)致細(xì)胞骨架結(jié)合蛋白發(fā)生變化，調(diào)節(jié)神經(jīng)元軸突的生長[12]。白細(xì)胞介素-6（IL-6）也是影響外周神經(jīng)再生的細(xì)胞因子之一，在脊神經(jīng)元外周分支損傷時(shí)，注射IL-6會(huì)產(chǎn)生與注射CAMP類似的效果，主要是產(chǎn)生轉(zhuǎn)錄IL-6 mRNA，誘導(dǎo)IL-6的表達(dá)，IL-6可能是CAMP的下一步的信號分支，存在與其發(fā)揮平行功能的另一分支。而坐骨神經(jīng)損傷則會(huì)產(chǎn)生白細(xì)胞抑制因子（LIF），其作用機(jī)制與IL-6相似，通過基因表達(dá)起到使外周神經(jīng)再生[13]。

4 磷酸酶在神經(jīng)再生的影響

絲氨酸/蘇氨酸蛋白磷酸酶存在三種不同的結(jié)構(gòu)，其主要是起催化作用，酶的激活分別依賴于Ca2+調(diào)蛋白和Mg2+，通過亞基調(diào)節(jié)后與特異性底物結(jié)合，參與糖、蛋白代謝，也參與細(xì)胞同期活動(dòng)和基因表達(dá)等細(xì)胞過程的生化代謝[14]。該酶系之中的PP1，是通過調(diào)節(jié)神經(jīng)元突起中的細(xì)胞骨架分成來影響突起生長，突起前端為生長錐，后端為突起柄，兩者之間為突起腰，前端的微管束成排列齊，后端則為松散的微管束，微管結(jié)合蛋白起到穩(wěn)定和成束微管的作用，當(dāng)被CDK5磷酸化后則阻礙微管成束，而PP1可去磷酸化而產(chǎn)生相反的效應(yīng)，導(dǎo)致神經(jīng)元突起的延伸，抑制神經(jīng)生長[15]。但PP1再下級發(fā)揮作用的分子目前尚不清楚。

[1] Makwana M,Raivich G.Molecular mechanisma in successful peripheral regeneration[J].Febs, 2005, 272(24): 2628-2638.

[2] Huang DW, Mckerracher L, Braun PE，et al.A therapeutic vaccine approach to stimulate axon regeneration in the adult mammalian spinal cord[J].Neuron，1999, 24(3): 639-647.

[3] Gao Y, Deng K.Hou J, et al.Activated CREB is sufficient to overcome inhibitors in myelin and promoto spinal Axon regeneration in vivo[J].Neuron, 2004, 44(4)：609-621.

[4] Richardson PM, Issa VMK.Peripheral injury enhances central regeneration of primary sensory neurones[J].Nature, 1984, 309(2):791-793.

[5] Neumanns S, Bradke F, Tessier-Lavigne, et al.Regeneration of sensory axons within the injured spinal cord induced by intraganglionic CAMP elevation[J].Neuron, 2002, 34(6):885-893.

[6] Neumann S, Bradke F, Tessier-Lavigne, et al.Regeneration of sensory axons within the injured spinal cord induced by intraganglionic CAMP elevation[J].Neuron, 2002, 34(6):885-893.

[7] Qiao J, Huang F, Lum H.PKA inhibits RhoA activation：a protection mechanism against endothelial barrier dysfunction[J].Am J Physiol Lung Cell Mol Physiol,2003, 284(6):972-980.

[8] Filbin MT.myelin-associated inhibitors of axonal regeneration in the adult mammalian CNS[J].Nat Rev Neurosci，2003，4(9):703-713.

[9] Fournier AE, Grand PT, Strittmatter SM.Identification of a receptor mediating Nogo-66 inhibition of axonal regeneration[J].Nature，2001，409(6818):341-346.

[10] Atwal JK, Pinkston GJ, Syken J, et al.PirB is a functional receptor for myelin inhibitors of axonal Regeneration[J].Science.2008, 322(5903):967-970.

[11] Jae K, Leel CG, Andrea F.et al.Assessing spinal axon regeneration and sprouting in Nogo-, MAG-, and OMgp-Deficient Mice[J]. Neuron, 2010,66(5):619-640.

[12] Yoshimura T, Kawano Y, Arimura N, et al.GSK-3［beta］regulates phosphorylation of CRMP-2 and neuro polarity[J].Cell, 2005, 120(1):137-149.

[13] Cao Z, Gao Y, Bryson TB, et al.The cytokine Interleukin-6 is sufficient but not necessary to mimic the peripheral conditioning lesion effect on axonal growth[J]. Neurosci, 2006, 26(3):5565-5573.

[14] Colbran RJ.Protein phosphatases and calcium/calmodulin-dependent protein kinaseⅡ-dependent synaptic plasticity[J].Neurosci, 2004, 24(5):8404-8409.

[15] Bielas SL, Serneo FF, Chechlacez M, et al.Spinophilin facilitates dephosphory lation of doublecortin by PP, to mediate microtubule bundling at the axonal wrist[J].Cell, 2007, 129(3):1227-1228.