Olig2对成体损伤脊髓运动神经元发生的调控及功能修复作用

神经干细胞（NSC）治疗脊髓损伤是临床神经科学研究的热点，而外源性NSC由于来源受限极大地限制了其临床应用。如何激活并调控内源性NSC向神经元（特别是运动神经元）分化是影响其疗效的关键和难点，目前虽有不少研究，但无实质性进展。我们针对胚胎脊髓运动神经元分化过程中系列转录因子的表达变化及相互作用规律，提出如下假说:olig2是促进运动神经元发生的关键分子，且通过 olig2-Ngn2-HD（Pax6 /Irx3）信号通路调控脊髓NSC向运动神经元分化。本研究拟通过转基因和RNAi等技术方法，观察Olig2对离体培养的成体NSC以及大鼠脊髓损伤后内源性NSC向运动神经元定向分化及生物学功能的调控作用，分析上述信号通路中转录因子的相互作用关系；阐明成年脊髓损伤后内源性NSC向运动神经元分化受限的分子机制，探索新的治疗靶点；揭示成体NSC定向分化的olig调控通路，为脊髓损伤治疗提供新策略和方法。

脊髓损伤后内源性神经干细胞的再生分化研究是目前脊髓损伤治疗的一个新的研究方向.本研究通过离体和在体的研究,从组织、细胞和分子水平探讨了脊髓损伤后室管膜区域内源性神经干细胞的增殖与分化情况，并重点探讨了olig2分子在内源性神经干细胞分化中的调控作用及其作用的通路与机制.本研究按计划完成了研究内容,并获得了以下具有意义的研究结果.1.通过在体实验研究成功对脊髓中央管区域的室管膜内源性神经干细胞进行了标记,并观察到脊髓损伤后的不同时间内源性神经干细胞可发生显著的增生,迁移与分化,但在未给予任何干预的情况下,神经干细胞几乎向星形胶质细胞分化,而极少分化为神经元.通过对其机制研究发现,脊髓损伤后激活型基因olig2,Ngn2,Pax6的表达显著降低,而抑制型Hes,Notch基因以及蛋白的表达而显著升高.2.通过慢病毒对离体培养的神经干细胞进行olig2基因转染后观察到,在转染24小时后,病毒能大量扩增,对神经干细胞的转染效率可达90%以上.通过PCR及Western检测发现目的细胞高表达olig2并伴随细胞分化的全过程.同时在分化过程中还促进了Ngn2,Pax6等下游转录因子的高表达.同时对转染后分化细胞进行鉴定后发现,olig2阳性细胞分化为运动神经元的比例高达95%以上.3.通过在体转染olig2后，发现olig2高表达可促进损伤脊髓内源性神经干细胞向运动神经元分化，同时还可促进Ngn2,Pax6在损伤脊髓神经干细胞内表达增高。进一步研究发现在体转染olig2后可抑制损伤脊髓星形胶质细胞增生，并可抑制Hes,Notch基因在脊髓星形胶质细胞的表达。通过对脊髓损伤后神经传导功能的检测发现：在体转染olig2后可促进损伤脊髓白质纤维中髓鞘的形成，并可缩短损伤侧下肢神经感觉及运动诱发电位的潜伏期，最终对其运动功能的修复起促进作用。本课题按照计划完成研究内容，发表中文论著3篇，会议文章3篇，申请发明专利2项，毕业研究生1名。