
Chinese Journal of Rehabilitation Medicine, Nov.2013, Vol. 28, No.11·综述·
运动训练对脑缺血后轴突再生及Nogo-A蛋白表达影响的研究进展李超温红梅12
脑卒中以其高发病率和高致残率成为当前严重威胁人类健康的一大类重要疾病,其中70%一85%为缺血性脑卒中。绝大多数存活者具有不同程度的运动、感觉、言语和认知等功能障碍,影响其独立生活及工作能力,给惠者、家庭及社会造成巨大负担。虽然康复治疗可以改善脑梗死患者的功能,但其其体机制尚未明确,特别是康复训练对神经轴突影响的研究较少,而脑缺血后神经轴突受损对神经功能具有重要影响。
1脑缺血与轴突再生
1.1轴突再生的不同方式
早在20世纪80年代初,Richardson等利用束路追踪技术,证明了成年哺乳动物中枢神经元的受损轴突确实能够在移植的外周神经中再生。中枢神经系统损伤后轴突主要有三种相关的生长方式"。第一种再生方式是应对环境变化的能力,例如,由某种疾病导致轴突断离,轴突不仅能从断离端继续延伸,也可以从受损轴突的邻近部位产生新的并行的劳系轴突,提示了有时轴突生长的刺激并不是来自损伤本身,面是非损伤区感觉传入的改变。第二种重要的生长方式是轴突生长在解剖学上的变化,经过治疗干预后,轴突的终末端有树枝状的形态学改变,轴突膨体和树突棘重新排列。第三,轴突受损后会发生暂时性的再生,受损长时间后的慢性轴突再生是以最初暂时性的变化为基础。因此,轴突的生长与准确投射及突触形成对神经再生十分重要。
脑缺血后神经再生能力微弱的原因 1.2
成年哺乳动物中枢神经系统(central nervous system, CNS)损伤后神经再生能力微弱,不仅与CNS神经元自身缺乏足够的再生能力有关:更重要的是,CNS神经元所生存的环境受各种外源性抑制性因子影响。这种外源性抑制因素包括,胶质摄痕的形成、量形股质细胞分泌的细胞外基质及施荫相关拍突生长抑制因子等。其中,谢鞘相关轴突生长抑制因子是神经再生的一个主要障碍。能髓鞘相关轴突生长抑制因子主要包括神经轴突生长抑制剂-A(neurite outgrowth in-hibitor~A,Nogo-A),髓鞘相关性糖蛋白(myelinassociated
D0I:10.3969/j.issn.10011242.2013.11.021
1中山大学附属第三医院,广州市天河路600号,510630;2通讯作者作者简介:李超,女,在读硕土研究生;收稿日期:2012-10-22
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glyeoprotein,MAG)和少突胶质细胞蛋白多糖(oligodendro cytemyelinglycoprotein,OMgp),三者具有共同的受体NgR(nogo receptor)。Nogo-A具有最强的抑制神经生长的作用,在体内和体外都表现出强烈的抑制轴突生长的作用"。目前Nogo-A在神经受损中的角色日益突出,阻断Nogn-A通路对神经功能恢复具有促进作用,
2Nogo-A的结构、分布及作用机制 2.1Nogo-A的分子结构
Nogo-A是由RTN4基因编码的含有1163个氨基酸的跨膜蛋白。含有1个短的胞内域,2一3个跨膜结构域和1个较大的胞外结构域"。氨基端和羧基端均没有亲水的信号序列,分别有172个氨基酸序列和188个残基组成,二者被亲水结构域(Nogo-66)分开。Nogo-66含有66个残基,位于细胞表面,是Nogo-A的抑制性功能区域之一,主要抑制轴突生长和诱导生长维塌陷。Nogo-A的另一个抑制性功能域,是位于胞内的氨基端区段(NiC),与Nogo-66抑制神经再生方面具有协同作用,由于NiG结构位于胞内,只有在髓鞘受损时才
能发挥抑制作用”。 2.2Nogo-A的分布
Nogo-A主要分布于成年哺乳动物少突胶质细胞内质网,在少突胶质细胞表面有少量表达,在神经元内也有表达但在Schwann细胞和星形胶质细胞中未见分布;外周组织中,仅率丸和心脏中有少量分布"。Nogo-A主要在少突胶质细胞的表达与抑制轴突再生的作用具有致性,但Nogo-A 在神经元和其他组织中的存在提示其可能还有其他功能。 2.3Nogo-A蛋白抑制轴突再生的作用机制
Nogo-A可能通过三种方式抑制神经元轴突再生":细胞一细胞方式,细胞一膜方式,直接释放抑制因子。前两种方式分别通过细胞表面的Nogo-66或脱落下来的含Nogo-66的膜片段与受损神经元NgR结合发挥作用。第三种方式是由少突胶质细胞直接释放Nogo-A的可溶蛋白水解片段,包括 Nogo-66和NiG结构,作用更为广泛。Nogo-A发挥作用的具体过程是:Nogo-A的受体NgR先与p75及Lingo-1或TROY