Nischarin调控Rho GTPase信号通路影响脊髓损伤后轴突再生能力的研究

脊髓损伤后神经元内在的再生能力受多种内源性因子的调控。我们原实验室发现的新蛋白Nischarin可通过Rho GTPase/LIMK/cofilin信号通路调节细胞骨架蛋白重组，而该信号通路是脊髓损伤后调控轴突再生的重要途径。为明确Nischarin是否通过Rho GTPase信号通路影响脊髓轴突再生能力，本项目拟在大鼠脊髓损伤模型上观察Nischarin的表达与分布变化；利用siRNA、基因转染和拮抗剂干扰内源性Nischarin的表达与功能，在整体和细胞水平分别探讨其对轴突再生的调控作用；并进一步利用免疫共沉淀、Western blot、活细胞实时成像等技术深入研究其分子机制。通过本项目的研究，希望发现一种新的调节轴突再生能力的内源性蛋白，为脊髓损伤的治疗提供新的治疗靶点。

目前针对脊髓损伤的临床治疗仍然缺乏有效手段。轴突内细胞骨架蛋白是轴突再生能力的重要影响因素。Nischarin是一种新型胞浆的蛋白质，具有抑制多种细胞迁移的作用。研究发现肿瘤细胞的Nischarin可通过调控Rho GTPase/PAK/LIMK/cofilin信号通路，影响细胞骨架蛋白的重组。但目前Nischarin是否在神经系统中表达，其作用如何还都是未见研究报道。为此，本课题系统检测了正常成年大鼠中枢神经系统各部位及神经元上Nischarin的表达情况；建立大鼠脊髓损伤模型，探讨损伤后不同阶段Nischarin蛋白在脊髓组织的表达情况；通过RNAi技术抑制内源性Nischarin蛋白表达，应用活细胞成像技术观察神经细胞突起生长的变化；用免疫共沉淀技术研究神经元内源性Nischarin与PAK1、LIMK1的互作情况并探讨了Nischarin对PAK1、LIMK1及cofilin的磷酸化调控作用。我们发现Nischarin在脑和脊髓组织高表达，脊髓损伤后Nischarin的表达随时间动态增高；抑制内源性Nischarin的表达可促进神经细胞在正常及抑制性环境下的突起生长；其调节作用是通过调控PAK1、LIMK1及cofilin的磷酸化，最终影响生长锥F-actin的重组来实现。本课题首次探讨了Nischarin蛋白在神经系统的功能及机制，提出了一种与Nogo蛋白功能相似的抑制轴突再生的内源性物质，可望为脊髓损伤及其相关中枢神经系统疾病的治疗提供新的标靶，具有重要的理论和临床参考价值。