Nogo-A/NgR1信号在运动训练调控脑梗死后轴突重塑中的作用机制研究

脑卒中后脑白质损害是影响神经功能恢复的关键因素，运动训练是临床常用的康复治疗手段，其康复机理是否与脑白质可塑性有关，尚未明确。我们已证实运动训练改善脑梗死后神经功能与促进梗死灶周围轴突出芽有关，我们进一步发现脑梗死后抑制因子Nogo-A及其特异性受体NgR1介导远隔部位轴突的继发性损害。据此假设，运动训练通过下调Nogo-A/NgR1信号通路促进轴突可塑性。本研究在已建立的RHRSP皮层梗死模型基础上，通过免疫荧光、顺行神经示踪、DTI纤维束成像显示活体白质微结构等方法，从多个水平检测运动训练后病灶周围及远隔部位轴突重塑的变化，通过免疫组化、western blot、RT-PCR等方法检测Nogo-A/NgR1及下游RhoA信号表达的变化，观察上述指标与轴突微结构的关系，深入、系统的研究运动训练对脑梗死后轴突可塑性的影响及可能机制，对脑卒中康复治疗新靶点的确立及优化康复策略具有重要意义。

为探讨运动训练促进脑卒中偏瘫肢体运动功能恢复是否与脑白质可塑性相关，本研究采用电凝法建立RHRSP大鼠的皮层梗死模型，观察了运动训练后脑梗死大鼠神经功能和前肢抓握力的变化；通过免疫荧光、Western blot动态地观察脑梗死周围淀粉样前体蛋白（APP）、生长相关蛋白（GAP-43）、Tau以及髓鞘碱性蛋白（MBP）的表达，反映轴突重塑，并观察Nogo-A/NgR1和下游信号Rho-A的表达；采用Klüver-Barrera染色观察胼胝体脱髓鞘变化，注射顺行性神经示踪剂Cascade Blue标记的葡聚糖胺（CB）和生物素化葡聚糖胺（BDA）观察梗死灶同侧和对侧皮质锥体束的神经纤维延伸情况。将大鼠随机分为跑笼训练组、技巧性取食训练组、对照组、假手术组，观察术后7d，14d，28d，42d或52d时的情况。结果表明，梗死后7d，14d，28d及52d四个时间点，训练组较对照组大鼠抓握力改善；梗死后7d开始，梗死周围皮层神经元逐渐减少，各时间点训练组较对照组存活神经元增多；通过免疫荧光对梗死灶周边轴突标记物检测发现，与对照组相比，运动训练7d、14d和28d可上调GAP-43和MBP的表达，运动训练7d和14d可促使Tau的表达升高，运动训练7d和14d可降低APP的表达；通过Western blot和免疫荧光检测，运动训练7d和14d可降低Nogo-A的表达，运动训练7d、14d和28d可降低受体NgR1的表达，运动训练14d和28d使下游信号分子Rho-A蛋白的表达减少。跑笼训练和技巧性取食训练可减轻脑梗死后胼胝体脱髓鞘改变，促进红核和颈膨大跨中线纤维增多，技巧性取食组红核跨中线纤维较跑笼训练组增多。提示运动训练可改善脑梗死大鼠偏瘫肢体的运动功能，通过抑制轴突再生抑制因子的表达，促进脑梗死周围轴突和髓鞘发生可塑性变化，该作用在脑梗死后2-4周比较明显；跑笼训练和技巧性取食训练均可促进健侧锥体束而不是患侧锥体束再生，技巧性取食训练对促进皮质红核束的再生作用和运动功能恢复作用优于跑笼训练。本研究阐明了运动训练改善脑梗死动物运动功能的脑白质可塑性机制，为运动训练的临床应用提供了新的靶点。