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成纤维细胞生长因子7(FGF7)作为FGF家族的一员,最初被发现是一种由间叶细胞释放的旁分泌蛋白。它在表皮的保护和修复过程中发挥着重要的作用,已经被开发成为治疗口腔黏膜炎的有效药物。然而,FGF7在神经系统,尤其在初级感觉神经元中的作用依旧不清楚。 实验室最初通过微阵列(microarray)以及反转录聚合酶链式反应(RT-PCR)的方法在大鼠背根神经节(DRG)中检测到FGF7 mRNA的表达,并发现在外周坐骨神经截断后,FGF7 mRNA表达出现上调。这提示FGF7可能在初级感觉神经元中发挥一定的功能。采用实时PCR的方法我们发现,相对于脊髓FGF7 mRNA在DRG和小脑中高表达。原位杂交的结果表明,FGF7 mRNA主要定位于中小直径的DRG神经元中。利用特异性针对FGF7的抗体,进一步发现FGF7蛋白也主要表达在DRG中小细胞里,在肽能和非肽能神经元中都有表达。在背根神经结扎后,FGF7蛋白会在近侧端聚集,暗示FGF7可以从DRG胞体被运输到脊髓的初级感觉传入纤维的中枢支。 对FGF7的亚细胞定位进行了更精细的观察,发现FGF7的免疫阳性信号在DRG小神经元胞浆中表现出囊泡状的分布模式。通过组份分离结合免疫印迹的方法,我们观察到FGF7主要存在于降钙素基因相关肽(CGRP)和嗜铬粒蛋白B[CGB,大致密性核心囊泡(LDCV)的标志蛋白]阳性的LDCV组份中。免疫电镜的结果也显示,有FGF7免疫阳性的金颗粒存在于脊髓浅层突触末梢的LDCV中。另外,在培养的DRG神经元和PC12细胞中共转表达接有myc标签蛋白的FGF7和接有绿色荧光蛋白标签蛋白的CGB,结合免疫荧光双标记实验,发现FGF7在CGB阳性的囊泡中存在很多的共定位,进一步证明FGF7定位于LDCV中,可以作为一种分泌蛋白受细胞活性调控而释放。实验室以前的研究表明,DRG中的LDCV可以分为P物质(SP)阳性和表达β1肾上腺素受体(β1AR)蛋白的SP阴性两种类型,然而二者各自的功能仍然不清楚。FGF7主要分布在β1-AR阳性的LDCV中,与SP阳性的LDCV共定位较少。因此,研究FGF7在初级感觉神经元中的功能可以有助于进一步了解SP阴性的LDCV的作用。 进一步对FGF7的作用机制和功能进行了探讨。在急性打散的DRG全细胞膜片钳记录中,FGF7处理并不会影响DRG神经元的兴奋性。而通过记录脊髓薄片背角第二层中间神经元的电生理活动,发现FGF7处理对于这些神经元自发性兴奋性突触后电流(EPSC)的频率和幅度都没有影响,但可以显著增加刺激背根所引起的诱发性EPSC的幅度。进一步在行为学实验中,FGF7鞘内处理可以增强大鼠脚掌注射福尔马林引起的伤害性反应,FGF7抗体鞘内处理可以缓解福尔马林引起的伤害性反应。以上结果都表明FGF7可以增强外周神经末梢向脊髓的感觉信息传递。 在Fgf7敲除小鼠中进行的行为学测试表明,该敲除小鼠的运动能力正常,但在甩尾实验中的反应时间延长,福尔马林引起的炎性痛反应也相应减弱,表现出痛觉敏感性下降的特征。在完全弗氏佐剂引起的炎症模型中,Fgf7敲除小鼠的热痛超敏和机械痛过敏现象相对野生型小鼠也显著性减弱。这都表明FGF7在正常以及炎性伤害性感觉信息的传导过程中发挥兴奋性的调制作用。 综上所述,发现FGF7定位于DRG中小神经元的LDCV中。FGF7可以促进外周向中枢的兴奋性突触传递,并增强急性刺激引起的伤害性感受反应。Fgf7缺陷导致急慢性炎症引起的伤害性感受反应的减弱。这些结果都说明,FGF7作为一种兴奋性神经调质,在外周伤害性感觉信息传递过程中发挥功能。