Mst3b对脊髓损伤神经元再生的作用及其机制研究

Spinal cord injury (SCI) is a high incidence clinical disease. The recovery of the disease is unsatisfactory due to injured central neuron regeneration difficulty, so how to promote damage neurons effectively regrowth is a hot spot in the present study. Previous study showed Mst3b, a specific protein kinase in the nervous system, can effectively promote damaged optic nerve sprouting, but the molecular mechanism is still unclear, and its effects on spinal cord neurons is rarely reported. Research have illustrated that Mst3b can be combined with small G protein and regulating the activity of MAPK signaling pathways, thus we hypothesized whether it combined with small G protein Rac1, an upstream molecule regulating growth cone skeleton, to modulating neurons regrowth. In our preliminary research, we found Mst3b had a consistent high level expression versus normal rats, suggesting it may promote spinal cord recovery after SCI. The current research, we intend to study the role of Mst3b for SCI rats in vivo and in vitro by infection Mst3b over-expression or interfering adenovirus. Then, we will detect whether Mst3b modulate cytoskeleton by regulating actin depolymerization factor Cofilin activity. We are devoted to supply a potential therapeutic targets and experimental basis for spinal cord injury therapy.

脊髓损伤是临床常见病，由于损伤中枢神经元再生困难，因此治愈率低，如何有效促进损伤脊髓神经元再生是目前的研究重点。研究表明，Mst3b为一种特定存在于神经系统的蛋白激酶，可以有效促进损伤视神经节等的再生，但分子机制仍不清楚，并且其对脊髓神经元的作用鲜见报道。有研究发现，Mst3b可与小G蛋白结合并调控MAPK信号通路活性，因此我们设想其是否可以与控制神经元生长锥骨架的小G蛋白Rac1结合，从而调控神经元的生长。本课题组前期研究发现脊髓损伤后Mst3b表达量持续升高，提示其在脊髓损伤后的潜在的作用。为进一步研究，我们拟通过病毒感染方法过表达或沉默Mst3b表达，在体内外分别研究Mst3b对脊髓损伤大鼠的作用。并检测Mst3b相关蛋白活性变化，以探讨Mst3b是否通过肌动蛋白解聚因子Cofilin影响细胞骨架的形成，进而调控脊髓神经元的再生，为通过促神经元再生治疗脊髓损伤寻找靶点。

脊髓损伤是临床常见疾病，由于损伤中枢神经元再生困难，导致该疾病的恢复非常有限，因此如何有效促进损伤脊髓神经元再生是目前的研究热点。研究发现，Mst3b，一种特定存在于神经系统的蛋白激酶，可以有效促进损伤视神经节等中枢神经元的再生，但其对脊髓神经元再生的作用及分子机制鲜见报道。为研究Mst3b是否可以促进脊髓损伤的恢复及其作用机制，本课题首先通过形态学及半定量分析方法检测损伤不同时程脊髓组织中Mst3b的表达情况，研究发现Mst3b特异存在于脊髓神经元中且其表达量在脊髓损伤后持续升高。其次，通过病毒感染技术过表达或沉默Mst3b在脊髓神经元及脊髓损伤大鼠脊髓组织中的表达水平，在体内外分别研究Mst3b对脊髓损伤大鼠及神经元的作用，实验结果显示，过表达Mst3b促进了脊髓损伤大鼠功能学及形态学的恢复，而干扰组中得到了相反的结果，说明Mst3b能够促进脊髓损伤大鼠的恢复。最后，本课题通过免疫共沉淀及免疫印迹等技术检测Mst3b是否通过调控生长锥骨架结构进而促进神经元的生长，实验表明Mst3b能够与小G蛋白Rac1结合并促进肌动蛋白解聚因子cofilin的磷酸化，促进了生长锥微丝骨架形成，为神经元生长提供了动力和方向。因此，本课题为脊髓损伤的治疗提供了一个新的潜在治疗靶点，并为其药物研发提供了分子基础和实验支撑。