论文部分内容阅读
背景:视神经作为中枢神经系统的一部分,其损伤后再生能力有限。眼外伤等因素引起视神经损伤,往往给伤者带来不可逆转的视功能损害,导致患者视力严重受损。因此,探讨视神经损伤再生相关问题,不仅对视功能的恢复大有裨益,也对中枢神经系统疾病的治疗有着重要借鉴意义。目前研究认为:中枢神经系统(CNS)轴突并非不能再生,外部微环境中抑制因子的作用是制约中枢神经轴突再生的关键因素之一。三种髓磷脂来源的再生抑制因子:髓磷脂相关糖蛋白(myelinassociated glycoprotein ,MAG)、少突胶质细胞髓磷脂糖蛋白(oligodendrocyte myelin glycoprotein ,OMgp)和Nogo蛋白,它们与一个共同受体NgR结合从而发挥抑制作用。中枢神经系统中的Nogo是髓磷脂中最重要的一种轴突再生抑制蛋白,Nogo–A则是Nogo最主要的形式,在中枢神经系统中由少突胶质细胞和一些神经元产生。Nogo-NgR信号通路在成年哺乳动物中枢神经系统起着抑制轴突生长、再生及突触重塑的作用。然而,Nogo-NgR信号通路在神经系统发育过程中的作用还不清楚。近期研究表明,Nogo-NgR不仅抑制轴突生长,一定条件下也参与生理塑形作用。新生大鼠视觉系统尚未发育成熟,仍有很大的可塑性,因此研究正常发育新生大鼠和视神经横断新生大鼠Nogo及其受体NgR的表达有助于研究Nogo-NgR信号通路在发育过程中所起的作用。生长相关蛋白43(GAP-43)是神经系统的特殊蛋白质,在神经生长、轴突再生、出芽、塑性过程中大量的合成,这些过程可以通过对GAP-43的检测定义。因此,国际上将GAP-43列为研究神经生长发育和损伤修复等神经可塑性的首选分子探针。目的:以正常及视神经横断新生大鼠视觉通路发育过程中GAP-43蛋白的表达为分子探针,研究Nogo-A及其受体NgR在视神经生长发育及损伤后修复过程中的作用,为进一步研究Nogo-A及其受体NgR在发育过程中作用机制提供一定的参考价值,同时也为视神经再生的研究奠定实验基础。方法:使用免疫组化和Western Blot的方法观察正常、视神经横断新生和成年大鼠视觉系统发育过程中GAP-43、Nogo-A及其受体NgR蛋白的表达情况。结果:1、免疫组化结果:GAP-43,Nogo-A及NgR在新生大鼠出生后整个发育阶段以及新生和成年大鼠视神经横断伤后的视网膜及视皮质均可检测到阳性细胞的表达。2、Western Blot结果:正常对照组SD大鼠出生后生长发育过程中GAP-43蛋白表达逐渐降低(P<0.05),新生大鼠视神经横断伤后GAP-43表达较正常发育对照组增高(P<0.05),1天变化不明显,3天开始增高,14天增高幅度达峰值,之后逐渐下降直至56天基本恢复正常水平。成年大鼠视神经横断伤后GAP-43表达较正常成年对照增高(P<0.05),1天变化不明显,3天开始增高,7天增高幅度达峰值,之后逐渐下降直至56天基本恢复正常水平,且新生大鼠视神经横断组增高的幅度显著高于成年大鼠视神经横断组。3、Western Blot结果:正常对照组SD大鼠出生后生长发育过程Nogo-A蛋白表达逐渐降低(P<0.05),新生大鼠视神经横断伤后Nogo-A表达较正常发育对照增高(P<0.05),1天变化不明显,3天开始增高,14~28天增高幅度达峰值,之后逐渐下降直至56天基本恢复正常水平。成年鼠视神经横断伤后Nogo-A表达较正常成年对照增高(P<0.05),1天变化不明显,3~7天增高幅度达峰值,14天之后逐渐下降,且新生大鼠视神经横断组增高的幅度显著高于成年大鼠视神经横断组。4、Western Blot结果:正常对照组SD大鼠出生后生长发育过程NgR蛋白表达逐渐升高(P<0.05),NgR蛋白在新生和成年SD大鼠视神经横断术后表达未见明显变化(P>0.05)。结论:1、新生大鼠视觉系统早期发育过程中GAP-43蛋白高表达,随着神经元发育成熟及突触联系的建立,GAP-43表达逐渐下降,视神经损伤修复过程中,GAP-43表达增高,提示GAP-43的表达变化与神经生长及损伤修复密切相关。2、Nogo-A在新生大鼠出生后整个发育阶段视觉系统均存在表达,并且随着大鼠的生长发育,Nogo-A表达水平呈下降趋势,提示Nogo-A与中枢神经系统生长、发育密切相关。3、以GAP-43为分子探针,新生大鼠视神经损伤后Nogo-A表达与轴突损伤修复过程GAP-43表达变化一致,即Nogo-A在损伤后修复能力较强的新生大鼠中表达较高,而在成年大鼠损伤后表达较低,Nogo-A蛋白在发育阶段损伤后的变化不同于成年时期,提示其在发育期损伤修复过程中的作用有别于成年鼠。4、对新生大鼠和成年大鼠视神经损伤后不同时间点检测,研究发现NgR在新生和成年鼠损伤后表达均无明显变化。5、随着大鼠的生长发育,NgR表达水平逐渐升高,而此时Nogo-A的表达逐渐下降,NgR在新生和成年鼠损伤后表达变化亦不同于与Nogo-A,这种配体与受体的表达不一致,推测Nogo-A可能存在除了NgR之外的受体,在机体的调节过程中发挥着不同的生物学功能。