甲基强的松龙促进寡突胶质前体细胞迁移的研究

【摘要】： 跳跃性神经冲动的传导依赖于髓鞘结构的形成。髓鞘结构是由分化成熟后的寡突胶质细胞特化出片层结构致密包绕轴突形成的。它对于轴突还具有保护,营养等功能。髓鞘结构是神经系统正常行使功能所必需的成分。 寡突胶质细胞是由寡突胶质前体细胞(oligodendrocyte precursor cells, OPC)发育而来的。OPC在发育期经过增殖,迁移,分化等发育阶段,最后包绕轴突并形成髓鞘。OPC起源于神经系统非常局限的区域。最早一批OPC在大脑中发源于脑室下区(subventricular zone, SVZ),在脊髓中发源于运动神经元前体区。之后在很短的时间内进行长距离迁移,并散布到整个发育过程中的中枢神经系统(central nervous system, CNS)。无论在体内还是外培养的条件下,OPC都有很强的运动能力。目前已鉴定出多种影响OPC的迁移因子,但是OPC迁移的具体路径和分子机制还有很多未知之处。人类存在很多疾病与髓鞘相关。包括脊髓损伤(spinal cord injury, SCI),脱髓鞘病(demyelination disease),阿尔兹海默氏病等。这些疾病的共同特征是髓鞘丢失。治疗此类疾病不仅要减少继续损伤,而且要修复已有的损伤。研究发现,病人体内存在自发性髓鞘修复的现象,即再髓鞘化过程。前人已证实,成年人的中枢神经系统内仍然存在一定比例的OPC,病理损伤时OPC会被激活,不断从SVZ准确迁移到损伤部位。再髓鞘化过程相当于重现OPC发育过程中的各个阶段,即迁移,分化和成髓鞘。迁移过程是OPC修复受损髓鞘最先需要完成的步骤。促进OPC的迁移的无疑有助于加速再髓鞘化过程。因此无论从生理发育的角度还是从病理的角度,研究OPC的迁移过程具有重要的意义。 甲基强的松龙(methylprednisolone, Mep)是临床治疗脊髓损伤和多发性硬化(multiple sclerosis, MS)的常用药。Mep是一种人工合成的糖皮质激素的类似物,它作为一种免疫系统的调质,抑制免疫系统的活化和炎症反应,从而减少免疫系统对神经系统的攻击和髓鞘的丢失。给予Mep后症状得到缓解是否仅仅由于Mep的免疫抑制作用,Mep对于OPC本身有何种作用,尤其是对于OPC的迁移是否有影响是非常有意义的问题。 本课题的研究证实了Mep以糖皮质激素受体(glucocorticoid receptor, GR)依赖和激活ERK1／2磷酸化的方式促进OPC细胞的迁移。 本研究的主要结果如下： 1.体外纯化培养OPC。培养的细胞显示所纯化出的细胞与文献报道一致,典型OPC呈双极状态,表达OPC的分子标记NG2,A285,并可分化为O4阳性,O1阳性或MBP阳性等不同阶段的寡突胶质谱系细胞。 2.Mep促进OPC的迁移。利用Transwell检测发现100nM、1μM的Mep对OPC的迁移有显著促进作用。Matri胶迁移实验模型证实,1μM浓度的Mep处理细胞球后,迁出的细胞数量显著增多。 3.Mep对OPC的增殖没有影响。BrdU掺入实验显示,掺入BrdU4小时的OPC的BrdU阳性率在30%左右,不随Mep的加入而改变。 4.OPC表达糖皮质激素受体。用RT-PCR, Western-blot和免疫细胞化学染色均可以检测到糖皮质激素受体的表达。 5.Mep促进OPC迁移的作用是糖皮质激素受体依赖的。Transwell迁移模型中,GR拮抗剂Ru38486可以阻断Mep对OPC的促迁移作用。GR的内源性配体皮质酮,具有与Mep同样的促进OPC迁移作用。 6.Mep促进OPC的迁移是通过ERK通路介导的。Western blot显示,Mep可以持续激活ERK1／2达4小时。Transwell模型显示,ERK1／2的阻断剂PD98059可以阻断Mep对OPC的促迁移作用,而JNK阻断剂SP600125则不能。