少突胶质细胞相关神经抑制因子

井秀杰(综述)，曹云涛(审校)

(遵义医学院附属医院新生儿科，贵州遵义 563099)

不同于周围神经系统，成年哺乳动物中枢神经系统损伤后，神经的再生能力极为有限。大量研究表明，中枢神经再生困难并不是因为神经元本身特性决定的，而主要是中枢神经损伤后其轴突微环境中的抑制因子不利于神经再生，其中一类重要的抑制因子就是少突胶质细胞产生的髓鞘相关抑制因子(MAIFs)，包括髓鞘相关糖蛋白(MAG)，少突胶质细胞髓鞘糖蛋白(OMgp)，轴突生长抑制因子(Nogo－A)及近年发现的红细胞生成素诱导的肝细胞受体相互作用蛋白(erythropoietin－producing hepatocellular in－teracting proteins，Ephrin －B3)［1］。本文就这些抑制因子及其受体的相互作用进行综述。

1 轴突生长抑制因子(Nogo－A)

Nogo基因已在2000年被不同实验室分别克隆出来，Nogo分为Nogo－A，Nogo－B和Nogo－C三种异构体，其中Nogo－A是Nogo最主要的形式，在体内和体外都表现出强烈的抑制轴突生长的作用。Nogo－A由1163个氨基酸组成，除了由1024个氨基酸残基组成的胞外结构域外，还包括7个N－糖基化位点、多个O－糖基化位点、2～3个跨膜结构与和一个短的胞内区;Nogo－A主要表达于成熟哺乳动物CNS的少突胶质细胞，在某些神经元或细胞内也有表达，，但是不出现于外周神经系统［2］。Nogo对轴突生长的抑制作用主要通过Nogo－氨基和Nogo－66抑制性功能结构域发挥抑制作用:CNS神经元损伤后，周围的少突胶质细胞通过表达Nogo－氨基和Nogo－66发挥作用，使生长锥溃变，抑制轴突再生［3］。其中Nogo－66在三个不同的Nogo异构体中均存在，而Nogo－氨基仅存在于Nogo－A中;并且Nogo－66抑制轴突再生比Nogo－氨基的作用更强大。此外，Nogo－66和Nogo－氨基各自的抑制活性不同，前者仅能抑制神经纤维生长，而后者除了此作用外，还能抑制非神经细胞的伸展和迁移。

另外，有研究［4］发现，NOgo－A 在青光眼大鼠的视网膜中表达增加，OMgp仅在视网膜的内网状层有表达，而MAG无表达，该实验提示:在青光眼大鼠模型中，NOgo－A在视网膜神经节细胞死亡和突触退化中起着重要作用。这些都提示我们，阻断NOgo的作用可能会促进神经再生和修复。现很多实验表明，脑损伤后应用NOgo－A抗体治疗可以促进某些神经功能修复;但是Kilic［5］等的实验数据中表明:Nogo－A可通过控制Rac1/RhoA平衡促进神经元存活，提示NOgo－A抗体不应该在急性脑中风阶段使用。

2 MAG

MAG是一种含唾液酸的免疫球蛋白超级家族的成员，在中枢神经系统中，MAG是主要表达于髓鞘胶质细胞，MAG参与髓磷脂结间部的形成，通过影响神经纤维的磷酸化过程而抑制轴突发芽;同时，MAG亦调控轴突生长锥的形成，通过引发生长锥的崩溃而抑制轴突的生长;研究发现，MAG在外周神经系统(PNS)的雪旺细胞和中枢神经系统(CNS)的少突胶质细胞都有表达，但是PNS中髓鞘蛋白MAG的含量只有CNS的1/10，也许正是这种含量差异才导致PNS髓磷脂对神经再生抑制较弱;周围神经系统损伤后，吞噬细胞可快速聚集到损伤部位快速清除髓鞘碎片，而在中枢神经系统中则清除较慢，轴突生长受到抑制［6］。

虽然MAG抑制轴突生长的作用在很多体外实验中得到证实，但是Cafferty［7］等在敲除MAG基因的小鼠模型中并未观察到促进中枢神经系统髓鞘的轴突生长;同时Lee［8］等在MAG基因缺陷的小鼠模型中还发现，中枢神经损伤后轴突再生仅轻微改善或者根本没有变化，由此推测，可能是由于其他抑制分子的代偿作用。最近很多实验表明，Nogo－A可掩盖MAG在体内外的抑制作用。

Mehta等［9］结合当前资料，认为MAG可以通过结合不同的轴突受体在同一神经元发挥不同的生物学效应。研究还发现［10］，MAG的分子释放可能在兴奋性毒性神经损伤中起一定的保作用，但具体的机制尚待深入研究。

3 OMgp

OMgp是糖基化磷脂酰肌醇锚定蛋白，也有抑制轴突再生的作用。它由440个氨基酸构成，包括五个结构域:亮氨酸重复序列(LRR)、含信号序列的氨基末端、半胱氨酸富集区、丝/苏氨酸富集区及羧基末端，其中亮氨酸重复序列(LRR)为OMgp起主要作用的结构域，高度保守。OMgp主要表达于成熟的少突胶质细胞，主要定位于细胞膜;也参与郎飞结的构成，在调节胶质细胞突起的发育过程中起重要作用，而且能够抑制侧索出芽;OMgp在PNS的郎飞结也有表达，是雪旺细胞髓鞘在膜上的延伸，起着连接郎飞结的作用。

体外实验中，重组OMgp能有效抑制小脑神经元的轴突生长，并且在培养的成人背根神经节中可引起生长锥塌陷［11，12］。与 MAG 相似，缺乏OMgp所引起的缓解作用，能被抑制作用更强的抑制因子NOgo－A所掩盖。

4 共同受体NgR

大量实验已证实NgR为Nogo、MAG、OMgp共同的受体。研究发现，NgR2和 NgR3是两种与NgR相似的蛋白，这两种蛋白并不与 Nogo－66、MAG及OMgp结合，发挥抑制作用的实际上是NgR1。

NgR是一个无跨膜结构域的聚糖磷脂酰肌醇锚定蛋白，缺乏细胞内信号传导结构，它必须依赖P75NTR的协同作用;P75NTR可以介导3种髓鞘相关抑制因子的抑制活性;属于肿瘤坏死因子受体(TNFR)家族［3］。最近又发现两个新成员TROY和LINGO－1。NgR也可以与跨膜蛋白TROY及LINGO－1结合，形成另外一种复合体NgR/LINGO－1/TROY来向细胞内传递抑制信号。当NgR/LINGO－1/p75或TROY复合体把抑制信号传递到细胞内，则激活下游的信号转导分子RhoA使其去磷酸化转变为活性形式的RhoA－GTP RhoAGTP与其主要的效应蛋白ROCK结合后，激活其蛋白激酶活性，导致神经生长锥塌陷，抑制神经再生［13］。此外，Nogo－A还对轴突生长相关基因有下调作用。

研究证明NgR1是体外髓鞘诱导生长锥塌陷和突起生长抑制所必需的［14］。目前已采用多种策略对抗NgR1的激活。Nogo－66的结合位点的竞争性拮抗剂NgR(310)ecto(NgR外端27－310个氨基酸的肽)，以抑制内源性NgR1配体的激活，通过这些干预措施来拮抗NgR1信号，从而使体外髓鞘诱导生长锥的塌陷和突起生长的抑制作用减弱。上述研究证明了NgR1及其配体抑制中枢神经系统再生的重要性。有研究发现NgR的竞争性拮抗剂NEP 1－40除了阻断Nogo－66与NgR的结合外，还阻断二者所介导的生长锥溃变，能有效地促进损伤的CNS轴突生长及功能修复［15－17］;朱薇薇等［18］通过实验发现，在缺氧缺血性脑病中，NgR的拮抗剂NEP 1－40除了能拮抗NgR的抑制活性，还可下调NgR的回升时效，提示:NEP 1－40在促进中枢神经损伤后轴突再生过程中发挥着重要作用。

5 Ephrin－B3

Eph受体是目前已知的具有最多成员的蛋白受体酪氨酸激酶家族，大量的实验证据表明，Eph与ephrin相互作用能诱发双向的信号传导过程，即经典的经Eph受体酪氨酸激酶途径和反向的经ephrinB配体途径，参与调节细胞的生存、生长、迁徙和分化活动［19］。在神经系统发育中，生长锥需要合适的吸引和排抑力以确保轴突生长的正确方向，Ephrin－Eph能够系统地调节Rho鸟苷三磷酸酶，从而调节生长锥活性和轴突导引［20］。作为主要的轴突导引分子的Ephrins能够通过Eph受体酪氨酸激酶介导的信号转导促进发育中的轴突生长锥吸引或排抑［21］。

ephrin－B3是Eph家族蛋白成员之一，正常生理情况下在中枢神经系统有低水平表达。作为髓鞘相关抑制分子中的一个新成员，随着ephrin－B3在脑梗死时的表达增加在很多实验中被明确，逐渐被人们所认识。Benson等［22］发现 ephrin－B3仅表达于中枢神经系统髓鞘少突胶质细胞，其抑制活性等同于p75介导的Nogo－66，MAG，OMgp的活性。对 Nogo、MAG、OMgp、p75基因敲除小鼠的皮质脊髓束再生抑制发挥作用是另一个重要机制。并且通过实验进一步比较，ephrin－B3/Fc的抑制作用大于MAG/Fc，这表明ephrin－B3是皮质神经元的重要的潜在抑制剂。Yiu等［23］发现ephrin－B3和受体之一EPhA4，同NgRl/p75一样都可以激活小GTP酶RhoA，引起生长锥的塌陷，抑制中枢神经轴突的再生，表明他们有共同的信号途径。这些充分说明了ephrin－B3的在中枢神经系统再生抑制的作用。最近有不少实验发现Ephrin－B3与脑白质损伤有一定的相关性，肖琴等［24］在实验中发现ephrin－B3mRNA在缺氧缺血性脑损伤后高表达与脑损伤程度一致，提示ephrin－B3参与了神经细胞的损伤及再生抑制;但是同时还发现一个问题:ephrin－B3与细胞凋亡之间高峰时间不一致，推测这除了ephrin－B3的作用，是否存在其他凋亡相关因素还有待进一步研究。

ephrin－B3的受体有EPhB3和EPhA4两种，上文已提到EPhA4所介导的抑制中枢神经再生的作用;但是另一受体EPhB3则起到了积极作用。Liu等［25］针对视神经损伤后的轴突再生，分析了Ephrin－B3与另一受体 EphB3的作用，发现EPhB3可能是损伤后成熟RGC轴突再延伸的一个局部促进因子。由此可以看出，Ephrin－B3两种不同的受体所介导作用完全不同，要促进中枢神经再生，并不能单纯通过阻断Ephrin－B3的作用，而要调节不同的信号通路。

6 展望

成人中枢神经损伤后再生困难除了上述抑制因子外，还有很多不利于神经再生的因素，如胶质瘢痕产生的CSPGs;Semaphorins家族成员Sema3可通过p75NTR在诱发交感神经神经元生长锥塌陷抑制神经再生;但是Semaphorins家族成员众多，所起的作用也不同，且各信号通路还未研究透彻，尚需进一步研究。

另外，目前对髓鞘相关抑制因子及受体的研究比较多，也取得了一定的成果。虽然阻断某些抑制因子或受体，不论单一受体或共同受体，都从一定程度上阻止轴突再生抑制及功能修复，但是更具体化的生化机制和信号传导通路以及阻断这些靶点是否给机体带来某些不利影响都有待进一步研究。并且，某些抑制因子(如MAG、Ephrinb3)在起抑制作用的同时，在神经正常发育或者是损伤后保护过程中也发挥重要的作用，我们只有弄清这些机制及改进某些阻断方法，才能有效地对中枢神经损伤进行修复。

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