促生长激素神经肽信号系统在神经再生修复中的作用及其机制

Nerve injury is a big challenge for clinicians all over the world. Most neurons regenerate poorly or not at all in which case is due to a lack of activation of cell-intrinsic regeneration pathways. To explore new effective neuroprotectant for regeneration different kind of neurons in activation of cell-intrinsic regeneration cascade to switch the mature neuron from an aplastic state to a state capable of growth is critical. In the present study, organotypically cultured dorsal root ganglion (DRG) sensory neurons and spinal anterior horn (SAH) motor neurons are used for in vitro study. Sciatic nerve transaction nerve injury rat models are established for in vivo investigation. The potential actions for initiating intrinsic regeneration pathways of galanin (Gal) and its receptor signaling system will be explored by using these in vitro and in vivo animal models. The expression of growth-associated protein-43 (GAP-43), activating transcription factor-3 (ATF-3), KCNQ2/3/5 will be analyzed, respectively, during the regenerative processes of different kind of neurons. The M currents will be recorded by patch clamp technique. The mechanisms of the neuroprotective effects of Gal on nerve regeneration after peripheral nerve injury will be clarified. The experimental evidence for regeneration and repair of peripheral nerve injury will be provided.

神经损伤的治疗是临床上所面临的一个巨大的挑战，大部分神经元再生能力差甚至不能再生的原因是由于神经元没有激活其内在的再生信号通路所致，寻找针对不同神经成分的有效促生长因子激活神经元内在的再生信号通路是治疗神经损伤修复的有效途径。本课题利用器官型培养的背根神经节（DRG）感觉神经元和脊髓灰质前角（SAH）运动神经元体外实验以及坐骨神经损伤大鼠动物模型体内实验，研究对启动内在的再生信号通路具有潜在作用的促生长激素神经肽（Gal）及其受体信号系统对不同性质的神经元的神经营养保护作用和促神经再生作用，通过分析神经损伤再生修复过程中生长相关蛋白-43（GAP-43）和转录激活因子-3（ATF-3）的表达变化、钾通道KCNQ2/3/5的表达及其M电流的变化，试图阐明Gal的促神经再生作用及其机制，为神经损伤修复的治疗提供实验依据。

神经损伤的治疗是临床上所面临的一个巨大的挑战，大部分神经元再生能力差甚至不能再生的原因是由于神经元没有激活其内在的再生信号通路所致，寻找针对不同神经成分的有效促生长因子激活神经元内在的再生信号通路是治疗神经损伤修复的有效途径。本课题利用器官型培养的背根神经节（DRG）感觉神经元和脊髓灰质前角（SAH）运动神经元体外实验以及坐骨神经损伤大鼠动物模型体内实验，研究对启动内在的再生信号通路具有潜在作用的促生长激素神经肽（Gal）及其受体信号系统对不同性质的神经元的神经营养保护作用和促神经再生作用。结果显示，器官型培养的DRG组织块经外源性Gal孵育后，由DRG组织块生长出的神经纤维束的数目显著增多，由DRG组织块迁出的神经元的数目显著增多，由DRG组织块迁出的单个DRG神经元突起的长度显著延长，具有再生状态的神经元的比例显著上调；器官型培养的SAH组织块经外源性Gal孵育后，由SAH组织块生长出的神经纤维束的数目显著增多，由SAH组织块迁出的神经元的数量明显增多，由SAH组织块迁出的单个神经元突起的长度显著延长，具有再生状态的神经元的比例显著上调；应用Gal和GalR1激动剂M617可以改善坐骨神经损伤大鼠的神经再生指标生长相关蛋白-43（GAP-43）和转录激活因子-3（ATF-3）的表达，Gal受体拮抗剂M35可阻断Gal对神经再生指标表达的改善作用。以上结果表明，Gal器官型体外培养的DRG和SAH组织块的存活和生长具有一定的促进作用；Gal对坐骨神经损伤大鼠神经再生指标表达改善可能是通过激活GalR1而发挥作用的。本课题为Gal的促神经再生作用和神经损伤修复的治疗提供了实验依据。