Nogo-A及Nogo受体抑制剂/拮抗剂的神经防护作用

赵红洋，朱薇薇，王金丽

山东大学附属济南市中心医院，山东济南 250100

Nogo抑制是神经轴突生长的一种蛋白，对受损神经元的再生与修复具有极强的抑制作用，Nogo-A主要存在于中枢神经系统（CNS）中，是Nogo蛋白的同分导构体，对神经轴突的生长具有很强的抑制作用[1]。本文就Nogo-A及Nogo受体抑制剂对神经的防护做一综述，来探讨Nogo-A及Nogo受体抑制剂对CNS损伤后神经再生与修复方面的可能关系进行综述。

1 Nogo-A

1.1 Nogo-A的结构

Nogo-A是Nogo基因中最长的表达物，由1163个氨基酸组成，分子量为126 kD，其中含有3个结构功能域，分别是Nogo-66、NiG-A20和amino-Nogo-A；含有一个较大的胞外跨膜结构域和一个较短的胞内跨模结构域，且还存在两个抑制性功能域：一个是可能位于细胞表面的Nogo-66，另一个是长的氨基端区段（NIG）。实验研究表明，这两个结构域能够抑制轴突生长[2-3]。

1.2 Nogo-A的分布与表达

研究发现[4]，Nogo-A存在于小脑和脊髓组织的细胞核、细胞质和膜内细胞器内。有实验结果显示[5]，Nogo-A在少突胶质细胞内分布较多，仅有少部分分布在神经元和其他组织中。Taketomi等[6]的研究结果也显示，Nogo-A主要存在于少突胶质细胞的胞浆内，而在胞膜上几乎没有。通过对Nogo-A表达的研究发现，Nogo-A的表达主要位于大脑内[7]，Chen等[8]运用C端188氨基酸序列探针对Nogo-A进行Northern印迹杂交实验，结果发现Nogo-A的表达主要在CNS的少突胶质细胞内，而在少突胶质细胞周围的神经细胞几乎没有表达。

1.3 Nogo-A蛋白与中枢神经系统再生与修复

1.3.1 Nogo-A抑制轴突再生和修复的作用机制 Nogo-A是CNS髓鞘磷脂神经元轴突生长抑制因子，而Nogo-A必须与Nogo受体Ng-R结合后才能发挥作用，同时，研究报道，Ng-R发挥作用还必须与神经营养因子p75（p75NTR）受体结合后才能对神经元轴突起作用。研究发现，在抑制轴突再生的过程中，一种特异性定位于神经系统的蛋白质Lingo-1也起到了相当重要的作用，Lingo-1与Ng-R和p75结合后，能够介导神经元轴突抑制作用。有学者发现，TROY（TNF受体家族成员蛋白）可以代替p75，与Ng-R结合从而介导轴突抑制作用。此外，研究还发现，Nogo-A作用于神经元后，Ca2+的浓度有所改变，而且实验表明，采用钙通道阻滞剂降低Nogo-A对轴突生长的抑制作用。因而，Nogo-A作用于神经元时，首先与该神经元胞膜蛋白中的Ng-R、p75、Lingo-1或TROY结合，形成复合物，从而激活下游的信号分子，而且还与Ca2+有关。

1.3.2 Nogo-A在轴突再生中的应用 研究报道，成年恒河猴单侧颈髓损伤后，给予Nogo-A抗体治疗一段时间后，发现恒河猴的运动功能得以恢复。大量事实证明，多发性硬化症的脱髓鞘损伤也与Nogo-A有关[9]。实验研究表明，用Nogo-A特异性单克隆抗体治疗脊髓损伤或是CNS缺血或外伤性损伤，可明显提高脊髓和CNS内神经纤维的再生能力，并可使损伤神经功能达到与外周神经相当的水平。

2 Nogo受体及拮抗剂

2.1 Nogo蛋白及其受体

Nogo是一种抑制中枢神经轴突生长的蛋白，Nogo蛋白有三种结构形式，分别是Nogo-A、Nogo-B及Nogo-C。主要分布在中枢神经系统髓磷脂中。编码Nogo蛋白的基因被称为Nogo基网，其受体是Ng-R。Ng-R由473个氨基酸残基构成，其N端区域由8个亮氨酸组成，串联排列成特征性单元 （leu-cine-rich repeat，LRRs）， 且 N 的末端是 LRRNT （信号肽），C 的末端是LRRCT，C的羧基端通过糖基磷脂酰肌醇（glyeosyl phosphatidy linositol，GPI）定位于细胞膜。 LRRNT/LRR/LRRCT 是 Ng-R 的配体结合域（1igand binding domain，LBD）。Ng-R能够与Nogo-A的细胞外的结构域Nogo-66结合[10]，直接作用于轴突细胞，对轴突细胞的生长产生抑制，并能够诱导细胞生长锥坍塌。

Nogo对中枢神经系统起作用的信号通路主要为Rho通路，而Nogo对靶细胞的作用则是通过其受体Ng-R的介导实现的。很多实验证实Ca2+在Nogo信号传导中起到重要的作用。研究表明，细胞内Ca2+浓度升高，能促进生长锥的生长发育，增强轴突的再生能力，且Nogo与神经轴突生长基因有着密切的联系，研究发现，轴突生长相关基因的表达正常能够促进神经轴突的再生。

2.2 Nogo及其受体在中枢神经再生中的作用

Nogo蛋白是一种CNS轴突生长抑制因子，由少突胶质细胞分泌，通过实验已得到了充分的证实，它的主要功能是抑制损伤后轴突的再生。研究发现，无论Ng-R是在体内表达还是在体外表达，其都能强烈地抑制损伤后轴突的再生，而且还能够抑制Nogo的功能或阻断其下游信号的通路，使轴突再生功能得以恢复[11]。

2.3 Nogo受体拮抗剂NEPI-40

NEPI-40是根据Nogo-66氨基序列而设计的Nogo受体Ng-R竞争性拮抗剂，能够与Nogo-66竞争性的与Ng-R结合，从而阻断Nogo-66与Ng-R结合后其下游Rho信号途径，并且还可以阻止Nogo-66与Ng-R结合后介导的生长锥溃变作用。实验证明，Nogo受体拮抗剂NEPI-40能明显促进受损CNS的轴突生长和功能恢复，从而对神经功能的再生起到促进作用。

3 讨论

目前，人们在CNS损伤再生方面已取得了很多研究成果，但是CNS的再生很难达到健康水平。Nogo及其受体的克隆成功为CNS损伤后的再生与修复提供了新的研究思路，Nogo及Nogo受体拮抗剂的发现为这方面的研究提供了新的思路，因此，对Nogo-A蛋白及其受体的研究对损伤后神经功能的再生与恢复具有很重要的临床应用价值。

[1]郭爱丽,朱薇薇.Nogo-A受体拮抗剂NEP1-40对新生大鼠HIBD中神经元轴突再生的影响[J].中国儿童保健杂志,2008,16(60):679-681.

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[5]王永堂,鲁秀敏,曾琳,等.Nogo及其受体在脊髓损伤修复中的作用机制[J].中国康复理论与实践,2007,13(11):1008-1011.

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[7]杨霄彦,郝春光,王延华,等.NeuN与GFAP在正常大鼠、小鼠、猫脊髓内的表达[J].四川解剖学杂志,2008,16(4):27-28,38.

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[9]邹忆怀,朱陵群,王席玲.Nogo-A蛋白与中枢神经损伤再生关系的研究进展[J].中西医结合心脑血管病杂志,2007,5(11):1094-1096.

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[11]黄海珍,桑锋,王玉霞.Nogo在中枢神经损伤再生中的作用机制[J].生物学杂志,2009,26(4):61-64.