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髓磷脂相关神经生长抑制因子研究进展 众所周知，动物中枢神经系统（cns）损伤后很难再生，这主要是因为功能缺陷。神经损伤通常伴有结构重建，功能改变。CNS神经损伤再生机制的研究一直是神经科学领域研究的热点,尤其自20世纪80年代发现具有神经生长抑制作用的Nogo蛋白之后,神经再生机制的研究向前跨了一大步。大量的研究表明,CNS轴突不能再生可能有多因素参与,但主要与以下3个因素有关:①CNS神经元本身内在的再生能力很弱,不足以使轴突再生;②CNS缺乏足够的神经营养因子支持再生;③CNS神经损伤后,所处的环境是一种“敌对”环境,即环境中存在大量的主要由少突胶质细胞合成的髓磷脂(myelin)相关神经生长抑制因子,如髓磷脂相关糖蛋白、Nogo蛋白以及少突胶质细胞髓磷脂糖蛋白等,此外,神经损伤后主要由星状胶质细胞形成的胶质瘢痕以及小胶质细胞产生的炎症因子也会抑制轴突的再生。目前人们大多认为,第3个因素对神经再生受抑起主导作用。 1 遗传因素与类固醇相关的神经生长抑制因素 1.1 关于髓磷酯的糖蛋白 1.1.1 mag的基因组织特点 在20世纪70年代,人们就从大鼠CNS髓磷脂中首次分离出髓磷酯相关糖蛋白(myelin-associated glycoprotein,MAG)。1994年,Filbin和Braun两个实验室几乎同时报道了MAG的体外轴突生长抑制作用,它也是人们认识的第1个髓磷脂相关抑制分子。MAG属于免疫球蛋白样凝集素家族成员,与神经细胞黏附分子(neural cell adhesion molecule,NCAM)高度同源,是一种跨膜蛋白,约含有600个氨基酸,包括5个免疫球蛋白样结构域组成的胞外区、2个胞内区和1个跨膜区。根据mRNA剪接形式的不同,生成的MAG产物分为两种异构体,即L-MAG和S-MAG。MAG分子含有30%的碳水化合物,包括8个胞外异形N-连接(heterogeneous N-linked)的低聚糖,它们大多聚合成复合体,因含有唾液酸和(或)硫酸而带有负电荷;部分糖基上含有HNK-1抗原决定簇,这种糖类抗原决定簇可以表达在糖蛋白、糖脂和氨基葡聚糖以及硫化的葡聚糖醛酸上。HNK-1抗原决定簇既是免疫系统又是神经系统的抗原,能吸引有黏附功能的细胞,使细胞间产生相互作用,还能作为靶抗原引起自身免疫性神经系统疾病。 1.1.2 pag的神经再生 髓磷脂形成早期,外周神经系统(PNS)的施万细胞和CNS的少突胶质细胞上就有MAG表达,且仅在靠近轴突的髓磷脂上。在CNS中,髓磷脂形成早期主要出现的是较大的异构体L-MAG,随着其成熟S-MAG的表达渐渐增加,到成熟期两种蛋白的水平大致相当;在PNS中,虽然还是L-MAG出现的早,但S-MAG始终占大多数。MAG约占CNS髓磷脂蛋白的1%,占PNS髓磷脂蛋白的0.1%,而MAG在CNS和PNS中的含量不同可能是导致MAG的神经再生能力差异的重要原因之一,因此PNS髓磷脂对神经再生抑制作用较弱。MAG是一种唾液酸结合蛋白,可与唾液酸糖蛋白和唾液酸糖脂(神经节苷脂)结合,其结合位点为第1个免疫球蛋白样结构域上的精氨酸118(Arg118)。所有神经元的质膜上都有丰富的含唾液酸鞘糖脂——神经节苷脂GD1a和GT1b,它们可以作为Nogo受体(NgR)低亲和力结合位点,促进MAG与NgR的结合。 1.1.3 mag的生长 DeBellard等证明了MAG对不同年龄动物的不同神经元具有不同的功能:对于新生动物的背根神经节(dorsal root ganglion,DRG)具促进轴突生长的作用,而对出生3天后动物的DRG则表现为抑制作用;对于出生后动物的视网膜、颈上神经节、脊髓和海马神经元都有抑制轴突生长的作用。由于MAG在髓磷脂形成初期就有表达,并且在成年动物体内也保持了相对较高的水平,提示它在少突胶质细胞/施万细胞与轴突的相互作用以及维持轴突的髓鞘等方面起重要作用。在机体发育过程中,MAG作为一种黏附分子能促进神经细胞的迁移,介导胶质细胞-轴突间的交流,在早期主要参与调控轴突生长导向,促进轴突生长;后期则表现为阻止轴突的过度生长。虽然体外实验明确了MAG的轴突抑制作用,但Bartsch等在MAG基因敲除的小鼠模型上并未观察到明显的细胞伸展、轴突伸长等,说明MAG不是成年动物CNS轴突再生的唯一抑制成分。由于MAG与神经节苷脂有高亲合力,神经节苷脂簇可以通过聚集MAG增强其作用,促进MAG与NgR的结合。Arg118发生突变时MAG的唾液酸结合能力缺失,游离形式的MAG就会失去对神经元轴突的抑制能力。然而,活细胞上表达的Arg118突变的MAG暴露于神经元时,其抑制作用与野生型无差异,说明MAG上的唾液酸结合位点可能与发挥抑制作用的结合位点是不同的,这与Liu和Domen