自噬调控Notch信号通路对ADSCs诱导分化为SCLCs的影响及其机制研究

The research of using acellular nerve graft laden with SCLCs differentiated from ADSCs to repair peripheral nerve injury is always the hot issue in the international research field. In the preliminary research, the applicant found that the number of SCLCs differentiated from ADSCs was insufficient to meet the demands of replantation, and the ability of SCLCs to promote nerve regeneration was significantly inferior to SCs. In accordance with this problem, the applicant profiled miRNA expression before and after SC-like induction using miRNA microarray essay and verified the results using qRT-PCR. Moreover, KEGG analysis showed that autophagy might involve in the process of ADSCs differentiating into SCLCs. In preliminary experiments we found autophagy activation could promote the process of ADSCs differentiating into SCLCs. Spectrum analysis further found that in high expression of Atg5 cells, notch signaling pathway is activated most significantly, and we found Atg5 could suppress the expression of numb, an inhibitor of notch signaling pathway. On this basis, we will examine whether autophagy could promote the axon growth of DRG, and sciatic nerve regeneration. Also, using immunofluorescence, immune protein co-precipitation and other methods, we try to determine whether autophagy could activate notch signaling pathway through degrading numb.

采用ADSCs诱导分化的SCLCs复合去细胞神经修复周围神经损伤是目前国内外研究的热点。申请人前期研究发现ADSCs诱导分化率较低，且SCLCs促神经再生的能力明显不如SCs。针对此难题，申请人前期应用miRNA芯片筛选验证了分化前后miRNA的差异表达谱，靶基因分析发现该分化过程和细胞自噬相关。在预实验中，我们发现自噬激活具有促进ADSCs分化为SCLCs的作用。进一步RNA表达谱分析结果显示自噬可能通过调控Notch信号通路参与此过程，我们初步发现Atg5依赖的自噬可降低Notch信号通路抑制蛋白Numb表达。在此基础上，本项目将深入研究自噬是否提高SCLCs促进背根神经元轴突生长及在大鼠体内复合去细胞神经促进坐骨神经缺损修复，进一步探讨自噬对ADSCs诱导分化为SCLCs的调控作用，并通过免疫蛋白共沉淀法、免疫荧光法等证明自噬通过降解Numb蛋白激活Notch信号通路

采用ADSCs诱导分化的SCLCs复合去细胞神经修复周围神经损伤是目前国内外研究的热点。申请人前期研究发现ADSCs诱导分化率较低，且SCLCs促进神经再生的能力明显不如SCs。开展对 ADSCs 诱导分化为 SCLCs 分子调控机制的研究，明确参与该分化过程的关键基因及通路并予以干预，对提高ADSCs 的诱导分化率、增强 SCLCs 促进神经再生的能力，基于此构建更为理想的组织工程化神经并应用于周围神经损伤修复具有重要的临床意义。我们研究发现自噬激活后可促进 ADSCs 分化为 SCLCs，后者与DRG细胞共培养发现可促进细胞轴突生长及胞体增大，说明其促进神经再生能力增强；将诱导后获得的 SCLCs 复合去细胞神经在大鼠体内可提高周围神经缺损后的修复效果，并发表SCI论文一篇（已发表于Neural Regeneration Research）；进一步研究证实Atg5依赖的自噬可通过激活Notch信号通路，最终促进ADSCs 分化为 SCLCs。另外，我们构建了臂丛上干神经根缺损动物模型，并对建立模型后的神经及脊髓采用HE染色、尼氏体染色及免疫组化等方法检测，结果证实该模型有效，为神经缺损修复试验提供了基础，申请发明专利一项并发表SCI论文一篇（已发表于Journal of Neuroscience Methods）。我们在临床上使用去细胞神经修复上臂丛损伤，发现去细胞神经可有效促进神经再生，为下一步该组织工程神经应用到临床提供前期临床试验基础，发表SCI论文一篇（已发表于Journal of Neurosurgery）。这一系列研究，初步探讨了ADSCs诱导分化为SCLCs的分子调控机制，对构建更为理想的组织工程化神经并应用于临床提供直接的科学依据。