Nogo-A及Nogo受體抑制劑/拮抗劑的神經(jīng)防護(hù)作用

趙紅洋，朱薇薇，王金麗

山東大學(xué)附屬濟(jì)南市中心醫(yī)院，山東濟(jì)南 250100

Nogo抑制是神經(jīng)軸突生長(zhǎng)的一種蛋白，對(duì)受損神經(jīng)元的再生與修復(fù)具有極強(qiáng)的抑制作用，Nogo-A主要存在于中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）中，是Nogo蛋白的同分導(dǎo)構(gòu)體，對(duì)神經(jīng)軸突的生長(zhǎng)具有很強(qiáng)的抑制作用[1]。本文就Nogo-A及Nogo受體抑制劑對(duì)神經(jīng)的防護(hù)做一綜述，來(lái)探討Nogo-A及Nogo受體抑制劑對(duì)CNS損傷后神經(jīng)再生與修復(fù)方面的可能關(guān)系進(jìn)行綜述。

1 Nogo-A

1.1 Nogo-A的結(jié)構(gòu)

Nogo-A是Nogo基因中最長(zhǎng)的表達(dá)物，由1163個(gè)氨基酸組成，分子量為126 kD，其中含有3個(gè)結(jié)構(gòu)功能域，分別是Nogo-66、NiG-A20和amino-Nogo-A；含有一個(gè)較大的胞外跨膜結(jié)構(gòu)域和一個(gè)較短的胞內(nèi)跨模結(jié)構(gòu)域，且還存在兩個(gè)抑制性功能域：一個(gè)是可能位于細(xì)胞表面的Nogo-66，另一個(gè)是長(zhǎng)的氨基端區(qū)段（NIG）。實(shí)驗(yàn)研究表明，這兩個(gè)結(jié)構(gòu)域能夠抑制軸突生長(zhǎng)[2-3]。

1.2 Nogo-A的分布與表達(dá)

研究發(fā)現(xiàn)[4]，Nogo-A存在于小腦和脊髓組織的細(xì)胞核、細(xì)胞質(zhì)和膜內(nèi)細(xì)胞器內(nèi)。有實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示[5]，Nogo-A在少突膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)分布較多，僅有少部分分布在神經(jīng)元和其他組織中。Taketomi等[6]的研究結(jié)果也顯示，Nogo-A主要存在于少突膠質(zhì)細(xì)胞的胞漿內(nèi)，而在胞膜上幾乎沒(méi)有。通過(guò)對(duì)Nogo-A表達(dá)的研究發(fā)現(xiàn)，Nogo-A的表達(dá)主要位于大腦內(nèi)[7]，Chen等[8]運(yùn)用C端188氨基酸序列探針對(duì)Nogo-A進(jìn)行Northern印跡雜交實(shí)驗(yàn)，結(jié)果發(fā)現(xiàn)Nogo-A的表達(dá)主要在CNS的少突膠質(zhì)細(xì)胞內(nèi)，而在少突膠質(zhì)細(xì)胞周圍的神經(jīng)細(xì)胞幾乎沒(méi)有表達(dá)。

1.3 Nogo-A蛋白與中樞神經(jīng)系統(tǒng)再生與修復(fù)

1.3.1 Nogo-A抑制軸突再生和修復(fù)的作用機(jī)制 Nogo-A是CNS髓鞘磷脂神經(jīng)元軸突生長(zhǎng)抑制因子，而Nogo-A必須與Nogo受體Ng-R結(jié)合后才能發(fā)揮作用，同時(shí)，研究報(bào)道，Ng-R發(fā)揮作用還必須與神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)因子p75（p75NTR）受體結(jié)合后才能對(duì)神經(jīng)元軸突起作用。研究發(fā)現(xiàn)，在抑制軸突再生的過(guò)程中，一種特異性定位于神經(jīng)系統(tǒng)的蛋白質(zhì)Lingo-1也起到了相當(dāng)重要的作用，Lingo-1與Ng-R和p75結(jié)合后，能夠介導(dǎo)神經(jīng)元軸突抑制作用。有學(xué)者發(fā)現(xiàn)，TROY（TNF受體家族成員蛋白）可以代替p75，與Ng-R結(jié)合從而介導(dǎo)軸突抑制作用。此外，研究還發(fā)現(xiàn)，Nogo-A作用于神經(jīng)元后，Ca2+的濃度有所改變，而且實(shí)驗(yàn)表明，采用鈣通道阻滯劑降低Nogo-A對(duì)軸突生長(zhǎng)的抑制作用。因而，Nogo-A作用于神經(jīng)元時(shí)，首先與該神經(jīng)元胞膜蛋白中的Ng-R、p75、Lingo-1或TROY結(jié)合，形成復(fù)合物，從而激活下游的信號(hào)分子，而且還與Ca2+有關(guān)。

1.3.2 Nogo-A在軸突再生中的應(yīng)用 研究報(bào)道，成年恒河猴單側(cè)頸髓損傷后，給予Nogo-A抗體治療一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)恒河猴的運(yùn)動(dòng)功能得以恢復(fù)。大量事實(shí)證明，多發(fā)性硬化癥的脫髓鞘損傷也與Nogo-A有關(guān)[9]。實(shí)驗(yàn)研究表明，用Nogo-A特異性單克隆抗體治療脊髓損傷或是CNS缺血或外傷性損傷，可明顯提高脊髓和CNS內(nèi)神經(jīng)纖維的再生能力，并可使損傷神經(jīng)功能達(dá)到與外周神經(jīng)相當(dāng)?shù)乃健?/p>

2 Nogo受體及拮抗劑

2.1 Nogo蛋白及其受體

Nogo是一種抑制中樞神經(jīng)軸突生長(zhǎng)的蛋白，Nogo蛋白有三種結(jié)構(gòu)形式，分別是Nogo-A、Nogo-B及Nogo-C。主要分布在中樞神經(jīng)系統(tǒng)髓磷脂中。編碼Nogo蛋白的基因被稱為Nogo基網(wǎng)，其受體是Ng-R。Ng-R由473個(gè)氨基酸殘基構(gòu)成，其N端區(qū)域由8個(gè)亮氨酸組成，串聯(lián)排列成特征性單元 （leu-cine-rich repeat，LRRs）， 且 N 的末端是 LRRNT （信號(hào)肽），C 的末端是LRRCT，C的羧基端通過(guò)糖基磷脂酰肌醇（glyeosyl phosphatidy linositol，GPI）定位于細(xì)胞膜。 LRRNT/LRR/LRRCT 是 Ng-R 的配體結(jié)合域（1igand binding domain，LBD）。Ng-R能夠與Nogo-A的細(xì)胞外的結(jié)構(gòu)域Nogo-66結(jié)合[10]，直接作用于軸突細(xì)胞，對(duì)軸突細(xì)胞的生長(zhǎng)產(chǎn)生抑制，并能夠誘導(dǎo)細(xì)胞生長(zhǎng)錐坍塌。

Nogo對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)起作用的信號(hào)通路主要為Rho通路，而Nogo對(duì)靶細(xì)胞的作用則是通過(guò)其受體Ng-R的介導(dǎo)實(shí)現(xiàn)的。很多實(shí)驗(yàn)證實(shí)Ca2+在Nogo信號(hào)傳導(dǎo)中起到重要的作用。研究表明，細(xì)胞內(nèi)Ca2+濃度升高，能促進(jìn)生長(zhǎng)錐的生長(zhǎng)發(fā)育，增強(qiáng)軸突的再生能力，且Nogo與神經(jīng)軸突生長(zhǎng)基因有著密切的聯(lián)系，研究發(fā)現(xiàn)，軸突生長(zhǎng)相關(guān)基因的表達(dá)正常能夠促進(jìn)神經(jīng)軸突的再生。

2.2 Nogo及其受體在中樞神經(jīng)再生中的作用

Nogo蛋白是一種CNS軸突生長(zhǎng)抑制因子，由少突膠質(zhì)細(xì)胞分泌，通過(guò)實(shí)驗(yàn)已得到了充分的證實(shí)，它的主要功能是抑制損傷后軸突的再生。研究發(fā)現(xiàn)，無(wú)論Ng-R是在體內(nèi)表達(dá)還是在體外表達(dá)，其都能強(qiáng)烈地抑制損傷后軸突的再生，而且還能夠抑制Nogo的功能或阻斷其下游信號(hào)的通路，使軸突再生功能得以恢復(fù)[11]。

2.3 Nogo受體拮抗劑NEPI-40

NEPI-40是根據(jù)Nogo-66氨基序列而設(shè)計(jì)的Nogo受體Ng-R競(jìng)爭(zhēng)性拮抗劑，能夠與Nogo-66競(jìng)爭(zhēng)性的與Ng-R結(jié)合，從而阻斷Nogo-66與Ng-R結(jié)合后其下游Rho信號(hào)途徑，并且還可以阻止Nogo-66與Ng-R結(jié)合后介導(dǎo)的生長(zhǎng)錐潰變作用。實(shí)驗(yàn)證明，Nogo受體拮抗劑NEPI-40能明顯促進(jìn)受損CNS的軸突生長(zhǎng)和功能恢復(fù)，從而對(duì)神經(jīng)功能的再生起到促進(jìn)作用。

3 討論

目前，人們?cè)贑NS損傷再生方面已取得了很多研究成果，但是CNS的再生很難達(dá)到健康水平。Nogo及其受體的克隆成功為CNS損傷后的再生與修復(fù)提供了新的研究思路，Nogo及Nogo受體拮抗劑的發(fā)現(xiàn)為這方面的研究提供了新的思路，因此，對(duì)Nogo-A蛋白及其受體的研究對(duì)損傷后神經(jīng)功能的再生與恢復(fù)具有很重要的臨床應(yīng)用價(jià)值。

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