感觉神经元与骨骼肌细胞之间的信息传递探讨

骨骼肌的兴奋性活动是由运动神经元通过运动神经末稍与骨骼肌细胞之间的连接- - 神经-肌肉接头的细胞间信息传递来调控的。然而，除了运动神经元对骨骼肌的调节作用以外，感觉神经元也可影响骨骼肌细胞的某些特性，反之，靶组织骨骼肌也会影响感觉神经元的功能状态。但感觉神经元与骨骼肌细胞之间的相互依赖关系未被完全阐明。本课题用背根神经节（DRG）神经元与骨骼肌细胞进行联合培养，研究DRG神经元与骨骼肌细胞之间的形态学连接型式以及功能性的神经-效应器传导，探讨骨骼肌特异性的受体酪氨酸激酶（MuSK）、周期素依赖性蛋白激酶5（Cdk5）、磷脂酰肌醇(-3)激酶（PI3K）信号转导通路在神经-肌连接的形成或神经-效应器传导过程中所起的作用，分析感觉神经元与骨骼肌之间的相互作用关系及其机制，将会对神经-肌连接的组织工程和再生医学提供新的理论基础和实验依据。

骨骼肌的兴奋性活动是由运动神经元通过运动神经末稍与骨骼肌细胞之间的连接——神经-肌接头的细胞间信息传递来调控的。然而，除了运动神经元对骨骼肌的调节作用以外，感觉神经元也可影响骨骼肌细胞的某些特性，反之，靶组织骨骼肌也会影响感觉神经元的功能状态。本课题用背根神经节（DRG）感觉神经元与骨骼肌细胞进行联合培养，用免疫荧光三标技术和扫描电子显微镜（SEM）技术观察了DRG神经元与骨骼肌细胞之间的形态学连接型式，研究了DRG神经元与骨骼肌建立连接之后二者之间的相互影响作用。用免疫荧光双标技术观察了靶组织骨骼肌对DRG神经元表型、酪氨酸激酶受体（TrkA、TrkB和TrkC）和乙酰胆碱受体（AChR）表达的影响。研究了多种神经营养因子促进DRG神经元与SKM细胞联合培养中生长相关蛋白43（GAP-43）的表达。探讨了磷脂酰肌醇(-3)激酶（PI3K）和细胞外信号调节激酶1/2（ERK1/2）信号转导通路在DRG神经元与骨骼肌联合培养中对Trk受体和GAP-43表达的作用。结果显示，在联合培养中DRG神经元与骨骼肌细胞之间可形成神经-肌连接（NMJ）样结构；靶组织骨骼肌可促进神经丝蛋白200（NF-200）的表达，而对降钙素基因相关肽（CGRP）的表达影响作用不明显；骨骼肌可促进TrkC表达， 而对TrkA和TrkB的表达影响作用不明显；DRG感觉神经元对骨骼肌AChR的表达影响作用不明显；支配靶组织骨骼肌的DRG神经元的兴奋性有所增高；神经生长因子（NGF）、脑源性神经营养因子（BDNF）和神经营养素3（NT-3）均可促进联合培养中GAP-43及其mRNA的表达。神经调节蛋白1β（NRG-1β）可调节具有靶组织骨骼肌支配的DRG神经元内不同Trk受体的表达，而且与PI3K和ERK1/2细胞信号转导通路的激活有关。综合分析了感觉神经元与骨骼肌之间的相互作用关系及其机制，本课题的研究结果将会对神经-肌连接的组织工程和再生医学提供新的理论基础和实验依据。