感觉和运动施万细胞分泌蛋白质的差异研究

Peripheral nerve is mainly composed of sensory nerve fibers and motor nerve fibers, and the regeneration pathway of sensory and motor nerve is different. There is a preferential motor reinnervation(PMR) phenomenon. Schwann cells(SCs) are the main glial cells in peripheral nerve, SCs can secrete various neurotrophic factors and cytokines, which play an important role in the development and regeneration of the nervous system. It is now evidenced that SCs express distinct sensory and motor phenotypes. Their biological characters, protein expression are different. They secrete different cytokines to support and influence the characteristics of sensory and motor regeneration pathways. But comprehensive analyses of secretome between sensory and motor SCs are rare. But systematic and comprehensive analysis of secreted proteins from motor and sensory SCs is rare. In our study iTRAQ coupled 2D LC-MS/MS was performed to detect secretome difference between sensory and motor SCs. Studies and analysis of function of these different secreted proteins were achieved by bioinformatics methods,qPCR,Western blot,Elisa,immunohistochemistry, transfection and other biological technology method in vivo and in vitro. Our goal is to find the key proteins that lead to the different biological function of sensory and motor SCs and clarify the extracellular signal molecular mechanisms of nerve regeneration.Thus,it will provide a scientific basis for promoting sensory and motor nerve regeneration and found strategies for functional recovery.

周围神经主要由感觉和运动神经纤维组成，它们的再生通路不尽相同，存在着选择性运动神经再生（PMR）的现象。施万细胞是周围神经中主要的胶质细胞，在周围神经发育和再生中发挥重要作用。近来研究发现施万细胞也存在感觉和运动两种表型，其生物学特征、蛋白表达都有不同，它们分泌了不同的细胞因子支持和影响着感觉和运动通路的再生特性。但目前尚未见对感觉和运动施万细胞差异分泌蛋白质系统和深入的研究。本研究拟通过iTRAQ偶联2D LC-MS/MS的定量蛋白质组学技术检测感觉和运动施万细胞分泌蛋白质的差异，通过生物信息学的方法、qPCR、Western blot、Elisa、免疫组化和转染等生物学技术学方法在体内和体外研究和分析这些差异分泌蛋白的功能，寻找引起感觉和运动施万细胞生物学功能差异的关键蛋白质，阐明神经再生的细胞外信号分子机制，为发现感觉和运动神经再生和功能更好恢复的治疗策略提供科学依据

周围神经主要由感觉和运动神经纤维组成，施万细胞作为周围神经中主要的胶质细胞，在周围神经发育和再生中发挥重要作用。感觉和运动神经中存在感觉和运动施万细胞两种表型，其功能可能影响感觉和运动通路的再生特性。本研究通过iTRAQ 偶联2D LC-MS/MS 的定量蛋白质组学技术检测感觉和运动施万细胞蛋白质的差异，一共检测到7654个蛋白质，发现差异蛋白质108个，其中在感觉施万细胞中高表达（运动施万细胞低表达）的蛋白质85个，运动施万细胞中高表达（感觉施万细胞低表达）的蛋白质23个，采用Uniprot蛋白质数据库和Pubmed等生物信息学工具对差异蛋白质进行了分类，感觉高表达蛋白主要功能为蛋白质代谢、泛素蛋白、伴侣蛋白、细胞增殖、细胞周期和分裂、能量代谢、视黄醇代谢、细胞骨架、转运、细胞分化、生长和发育、凋亡、表观抑制、转录、免疫功能、细胞粘附、血小板生长因子受体信号通路、蛋白结合、神经生长和发生和其它等功能。运动高表达蛋白质主要功能分为神经发生、骨架、 自噬、蛋白结合、发育、细胞增殖、细胞迁移、轴突引导、染色体稳定、胶原代谢和其它等功能。用qPCR、Western blot、免疫组化对差异蛋白质进行了验证。本研究也建立了施万细胞分泌蛋白质谱，鉴定出688个蛋白质，并对其进行了功能分类和验证。在研究过程中发现SC自分泌的Sema3E和外源性的Sema3E可促进SC的增殖和迁移。大鼠坐骨神经夹伤后Sema3E的表达增加。发现感觉和运动SC中Sema3E表达存在差异。运动神经元和SC共培养时，SC分泌Sema3E的减少可使运动元的突起长度和突起数量增加。本课题从蛋白质水平分析了感觉和运动施万细胞差异的物质基础，为深入探讨感觉和运动神经特异性再生的机制提供了科学依据。