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蘇肽生專題 >> 神經(jīng)節(jié)苷脂GM1介導神經(jīng)生長因子對運動神經(jīng)元再生的影響
神經(jīng)節(jié)苷脂GM1介導神經(jīng)生長因子對運動神經(jīng)元再生的影響
- 來源： 百濟新特藥房網(wǎng) 發(fā)布時間：2009-5-22 9:04:00
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神經(jīng)損傷后的修復再生研究主要集中在兩大方面：一是神經(jīng)形態(tài)解剖學重建；二是神經(jīng)生物學特性的開發(fā)。由于顯微外科技術(shù)的介入和發(fā)展，神經(jīng)手術(shù)的精確性大為提高，術(shù)后神經(jīng)恢復也有了明顯的改善，然而發(fā)展是有限度的。近年來，人們已從改進顯微外科技術(shù)方面的探索轉(zhuǎn)向?qū)ι窠?jīng)再生過程中的細胞和分子改變的研究。神經(jīng)營養(yǎng)因子(Neurotrophic factors，NIFs)對神經(jīng)再生有著重要的影響。其中神經(jīng)生長因子(Nerve growth factor，NGF)是第一個被確定的NIFs。傳統(tǒng)觀念認為神經(jīng)生長因子僅對交感及感覺神經(jīng)元有營養(yǎng)作用，而對運動神經(jīng)元作用較弱甚至無效。近年來的研究顯示神經(jīng)生長因子對運動神經(jīng)元有潛在的生物學效應(yīng)，而神經(jīng)節(jié)苷脂M1(gartglioside Ml，GM1)對神經(jīng)生長因子可能起著重要的作用。目前，國內(nèi)外尚未見GM1介導神經(jīng)生長因子促進運動神經(jīng)元再生方面的研究。本實驗通過神經(jīng)節(jié)苷脂及神經(jīng)生長因子對損傷面神經(jīng)的作用，探討神經(jīng)節(jié)苷脂介導神經(jīng)生長因子對運動神經(jīng)元再生作用的影響。
目的
研究神經(jīng)生長因子(NGF)、神經(jīng)節(jié)苷脂 M1(GM1)及神經(jīng)生長因子和神經(jīng)節(jié)苷脂混合液對橋接面神經(jīng)的硅膠管腔中面神經(jīng)管狀化移植再生的影響。
方法
選擇成年大白兔 40只，4只作正常對照，其余36只隨機分為 A、B、C三組，將其雙側(cè)面神經(jīng)下頰支與腮腺前緣相同平面造成8 mm長缺損，用1.5mm 的硅膠管進行橋接，然后作以下處理：A組，左側(cè)硅膠管內(nèi)加入神經(jīng)生長因子，右側(cè)加入生理鹽水；B組，左側(cè)加入NGF十GM1，右側(cè)加入神經(jīng)生長因子；C組，左側(cè)加入NGF+GM1，右側(cè)加入神經(jīng)節(jié)苷脂。于術(shù)后20周進行電生理及組織學觀察。
結(jié)果
A組左右側(cè)神經(jīng)傳導速度差異無顯著性；B、C兩組左右側(cè)間差異有顯著性（P＜0.05)。且兩組左側(cè)再生神經(jīng)有髓纖維數(shù)目、直徑、髓鞘厚度、軸突直徑均高于對側(cè)，差異有顯著性(P<0．05)，但A組以上指標均無差異。光鏡及電鏡觀察試驗各組均有較明顯的神經(jīng)再生。
結(jié)論
①神經(jīng)生長因子能夠促進運動神經(jīng)元再生，但這種能力有限；②神經(jīng)節(jié)苷脂能夠介導神經(jīng)生長因子促進運動神經(jīng)元再生，表現(xiàn)出良好的生物學效應(yīng)。
討論
目前研究表明，NIFs是維持神經(jīng)元生存、促進軸索生長的重要因素，與周圍神經(jīng)再生關(guān)系密切。神經(jīng)生長因子是NIFs家族中確定的因子。其主要作用是促進交感、感覺神經(jīng)元的存活、分化、成熟和功能維持；趨化誘導神經(jīng)突起的定向；促進軸突的生長。早期實驗結(jié)果表明，神經(jīng)生長因子對運動神經(jīng)元無顯著作用。近來研究顯示，面神經(jīng)切斷后，面神經(jīng)運動神經(jīng)元內(nèi)神經(jīng)生長因子受體的mRNA水平明顯增加；大鼠胚胎脊髓運動神經(jīng)元也有神經(jīng)生長因子受體mRNA的表達，但這種表達在成體受到抑制以致難以被檢出；羅永湘等發(fā)現(xiàn)坐骨神經(jīng)再生室和肌橋接體內(nèi)注入外源性神經(jīng)生長因子，再生神經(jīng)形態(tài)結(jié)構(gòu)及功能恢復優(yōu)于對照組。Heumann等人在面神經(jīng)切斷后局部給予神經(jīng)生長因子，觀察到再生神經(jīng)干粗大，再生軸突增多。說明神經(jīng)生長因子對運動神經(jīng)元軸突再生有潛在 的生物學效應(yīng)。本實驗中，A組動物左側(cè)加入外源性神經(jīng)生長因子，顯示再生神經(jīng)纖維排列，髓鞘化程度均好于對照側(cè)，再生神經(jīng)運動傳導速度也稍快于右側(cè)，但統(tǒng)計學上均無顯著性差異。 提示神經(jīng)生長因子對運動神經(jīng)元再生有一定促進作用，這種作用沒有對交感和感覺神經(jīng)元那樣明顯；但是神經(jīng)生長因子對面神經(jīng)等運動神經(jīng)元潛在的生物學效應(yīng)是存在的，這種效應(yīng)的發(fā)揮有賴于其他因素的介入。
神經(jīng)節(jié)苷脂是含唾液酸的一類膜糖脂的總稱。它的基本結(jié)構(gòu)有兩部分組成：疏水端為N-酰基鞘胺醇，鑲嵌在細胞膜雙層的外層，具有脂溶性；親水端為含唾液酸的寡糖鏈，伸展在細胞膜外，與周圍環(huán)境接觸，唾液酸與外周Ca2+結(jié)合維持細胞的興奮性和正常的生理功能，寡糖鏈對外界刺激因子起識別和結(jié)合作用。體內(nèi)的神經(jīng)節(jié)苷脂主要是以神經(jīng)節(jié)苷脂為主的混合物。實驗顯示，外源性神經(jīng)節(jié)苷脂也能夠促進神經(jīng)再生。神經(jīng)生長因子對運動神經(jīng)元有潛在的生物學效應(yīng)，而這種效應(yīng)的發(fā)揮有賴于中間信使物的誘導。體外試驗表明，神經(jīng)節(jié)苷脂抗體可以阻斷神經(jīng)生長因子誘發(fā)的軸突再生，說明神經(jīng)節(jié)苷脂在調(diào)節(jié)神經(jīng)生長因子的作用中至關(guān)重要。
本實驗利用自身對照，研究神經(jīng)節(jié)苷脂介導神經(jīng)生長因子對運動神經(jīng)元再生的影響。通過形態(tài)學及電生理觀察，顯示B組和C組左側(cè)均見大量再生軸突生長，神經(jīng)排列成束，神經(jīng)干粗大；而右側(cè)神經(jīng)纖維相對較疏散。計算機圖像處理結(jié)果顯示：B、C組左側(cè)加入神經(jīng)生長因子和神經(jīng)節(jié)苷脂混合液的神經(jīng)再生纖維數(shù)目、纖維直徑、軸突直徑、髓鞘厚度均大于右側(cè)，B、C組左側(cè)再生神經(jīng)電傳導速度快于右側(cè)，這與左右側(cè)髓鞘化成熟程度是一致的。從 B、C組G率看，左側(cè)較低，而右側(cè)較高，所以右側(cè)傳導速度慢于左側(cè)；但左側(cè)的G率未達到正常的0.60，說明神經(jīng)生長因子在促進神經(jīng)再生方面尚有不足。另外，正常神經(jīng)纖維直徑多在5～6μ之間，B、C組左側(cè)再生神經(jīng)纖維直徑接近但尚未達到理想分布；而右側(cè)細纖維成分多，提示神經(jīng)節(jié)苷脂和神經(jīng)生長因子混合液能夠促進運動神經(jīng)元再生，增加再生軸突數(shù)目，加快軸突髓鞘化，提高運動傳導功能的恢復。
以往認為感覺神經(jīng)及交感神經(jīng)能夠逆行運輸神經(jīng)生長因子，故而神經(jīng)生長因子能夠?qū)ζ鋼p傷后的再生起重要作用，而運動神經(jīng)則不能。近來研究顯示運動神經(jīng)有這種能力，但是這種能力相對要弱得多，這與本實驗顯示神經(jīng)生長因子對運動神經(jīng)元再生有促進作用但無統(tǒng)計學意義相符合。從神經(jīng)節(jié)苷脂的結(jié)構(gòu)可以看出，它的親水端中的唾液酸與外周Ca2+結(jié)合能力較強，寡糖鏈對外界刺激因子起識別和結(jié)合作用。所以當外源性Ca2+嵌入到細胞膜，由于它帶有較多的負電荷，大大增加了細胞表面的負電性，從而提高了細胞與帶正電的遞質(zhì)以及金屬離子的結(jié)合力，尤其是Ca2+與唾液酸有很強的鰲和作用，一方面為神經(jīng)細胞的信息傳遞活動濃積了足夠的Ca2+，另一方面Ca2+可同時與兩個分子結(jié)合，神經(jīng)節(jié)苷脂分子間以及GN1 與復性糖蛋白質(zhì)間的聯(lián)系，因此神經(jīng)節(jié)苷脂為非特異性受體首先與神經(jīng)生長因子結(jié)合，將神經(jīng)生長因子濃聚在周圍，繼而將濃聚的神經(jīng)生長因子轉(zhuǎn)運給神經(jīng)生長因子特異受體從而完成神經(jīng)生長因子經(jīng)運動神經(jīng)元軸漿運輸?shù)倪^程。
神經(jīng)生長因子耐運動神經(jīng)元效應(yīng)如何，關(guān)鍵在于運動神經(jīng)軸漿運輸神經(jīng)生長因子的能力如何。到目前為止尚無確切實驗證據(jù)說明運動神經(jīng)軸漿有著感覺及交感神經(jīng)運輸神經(jīng)生長因子的能力。另外實驗中應(yīng)用的神經(jīng)節(jié)苷脂是混合液，能否達到純神經(jīng)節(jié)苷脂,的實驗效果尚不能確定。由于神經(jīng)節(jié)苷脂介導神經(jīng)生長因子是其首先同神經(jīng)生長因子結(jié)合，因此神經(jīng)節(jié)苷脂與神經(jīng)生長因子的有效配伍劑量如何，是否需要緩釋載體及活性的維持尚待進一步探討。
TAG： 神經(jīng)生長因子 神經(jīng)節(jié)苷脂 運動神經(jīng)元
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