色氨酸2,3-双加氧酶调控炎症免疫反应在疾病中的作用

犬尿氨酸代谢通路(kynurenine pathway,KP)是色氨酸代谢的主要途径,参与机体多个病理生理过程.色氨酸2,3-双加氧酶(tryptophan 2,3-dioxygenase,TDO2)是KP的初始限速酶之一,能够催化色氨酸(tryptophan,Trp)使其转化为犬尿氨酸(kynurenine,Kyn)...     

色氨酸代谢限速酶IDO1及其抑制剂的研究

吲哚胺2,3-双加氧化酶1(indoleamine 2,3dioxygenase 1,IDO1)是肝脏以外催化色氨酸沿着犬尿氨酸途径(KP)分解代谢的限速酶。IDO1过度活化引起犬尿氨酸途径上具有神经毒性的产物的蓄积,是导致神经紊乱和神经退行性疾病的重要原因。IDO1又是免疫耐受酶,在诱导母胎免疫耐受和肿瘤免疫逃逸中均发挥重要作用,被视为新的免疫检查点。IDO1与阿尔茨海默病,肿瘤免疫逃逸等疾病的相关性已被证实,因此IDO1抑制剂作为极具潜能的药物受到日益广泛的关注。     

犬尿酸代谢途径异常与中枢神经系统疾病

犬尿氨酸代谢途径(kynurenine pathway,KP)是脑内色氨酸代谢的重要通路。该通路由不同代谢产物及酶系构成,受促炎介质和激素等影响,通过激活或改变通路中代谢产物的合成,调控神经递质释放与功能执行。近些年研究发现,多种中枢神经系统疾病的理化改变与该通路代谢紊乱相关。本文将重点介绍KP组成及其代谢产物的生理功能,并就KP与部分中枢神经系统疾病的研究进展作一综述。     

自噬通过BDNF/TrkB信号通路对脊髓损伤的保护作用

脊髓型颈椎病(cervical spondylotic myelopathy, CSM)是临床常见病、多发病,由该病引起的脊髓受损而产生的脊髓功能障碍是其最常见的临床特征。在脊髓损伤中,多种因素能通过自噬相关信号通路而激活自噬,适度的自噬可以对脊髓损伤起到神经保护作用,而增加细胞存活率、恢复和增加自噬通量可以改善损伤后的脊髓功能的恢复;在CSM脊髓损伤中,脑源性神经营养因子(brain derived neurotrophic factor, BDNF)与其受体原肌球蛋白受体激酶B(tropomyosin receptor kinase B, TrkB)及其相关通路是参与保护神经细胞的重要途径之一,细胞自噬在这一过程中起到了重要的调节作用。本文通过阐释自噬与BDNF/TrkB信号通路在CSM过程中的作用及其对脊髓损伤的保护机制,以期对基础研究及临床研究提供理论支持。     

炎症诱发抑郁症：吲哚胺2,3 双加氧酶的激活是关键环节之一

本文通过回顾临床前期及临床期两阶段的文献,着重介绍炎症激活及抑郁症之间的相关联系并进一步探讨其机制。目前,抑郁症的机制研究热点之一是炎症反应又称为细胞因子假说,其中色氨酸--犬尿氨酸通路(KP)在该假说中的作用得到了越来越多的证实。该假说认为,色氨酸--犬尿氨酸途径是聚焦于抑郁症相关代谢产物改变的综合性通路。炎性抑郁症的产生是由于在免疫功能及神经递质改变下产生的炎性细胞因子激活了吲哚胺2,3-双加氧酶,从而进一步引发抑郁。吲哚胺2,3-双加氧酶的活性增加,不仅会导致色氨酸的衰竭同时还引起通过犬尿氨酸途径代谢的神经毒性产物的增加,而这两种改变都被认为与抑郁症的发病密切相关。在此基础上,我们主要聚焦于慢性病患者接受细胞因子治疗的相关研究,来探讨免疫激活病人中抑郁症发病的高风险性从而证明这一假说。这项工作的目的是希望通过对色氨酸--犬尿氨酸通路的研究,从吲哚胺2,3-双加氧酶的抑制,激活它的细胞因子的调节及寻找在犬尿氨酸途径中其它的靶点等方面来抗抑郁,从而为新型的抗抑郁药的发展提供新的方法途径。     

以髓磷脂相关抑制因子及其受体为靶点的脊髓损伤免疫治疗策略研究

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)往往导致患者下肢活动功能受限,甚至瘫痪,降低患者生活质量,且治愈率低。髓磷脂相关抑制因子(myelin associated inhibitors,MAIs)是抑制受损中枢神经系统(central nervous system,CNS)再生修复的一个重要因素。对MAIs及其信号通路的干扰能有效逆转CNS神经再生抑制信号,促进脊髓损伤后轴突的再生。MAIs抑制轴突再生信号通路的发现及其深入研究为损伤脊髓的免疫治疗提供了充分的理论依据和研究靶点。将对抑制神经再生信号通路中MAIs及其受体的生物学功能新进展以及以此为治疗靶点设计的脊髓损伤免疫治疗策略作一综述。     

骨髓间充质干细胞移植治疗大鼠脊髓损伤的神经分化研究

目的探讨骨髓间充质干细胞(BMSC)对移植脊髓损伤(SCI)模型神经再生修复的作用及其机制。方法 (1)分离原代SD大鼠BMSC;(2)体外诱导BMSC向神经分化,应用免疫荧光技术检测神经诱导分化后的BMSC神经标志Nestin、Neu N的表达;(3)运用改良的Allen撞击装置制备SD大鼠SCI模型,成年雌性SD大鼠12只,随机分组:损伤对照(n=6),BMSC细胞移植组(n=6),并选择在SCI后半小时内在蛛网膜下腔原位移植1×106 BMSC细胞注射治疗,对照组原位注射10μl PBS作为对照。每周对SCI大鼠进行BBB运动功能行为学评价。(4)在治疗后1个月处死SCI大鼠取脊髓样本进行冰冻切片检测Nestin、NeuN神经标记物表达情况,从而评判BMSC对SCI的治疗效果。计量资料结果服从正态分布、方差齐性时,采用t检验;若不服正态分布,采用KruskalWallis H秩和检验。结果 (1)分离的BMSC纯度高、生物学特征稳定。(2)BMSC在体外神经诱导环境下可分化为神经细胞,对比正常对照组,神经诱导组Nestin与Neu N的表达具有统计学差异(t=11.49、6.76,P0.05)。(3)BMSC移植治疗SCI大鼠运动行为学功能显著改善,移植组比对照组治疗5周后的BBB评分具有统计学意义(t=5.59,P0.05);损伤导致组织形态学出现脊髓白质灰质结构性损毁,神经细胞大量丢失,而BMSC移植组Nestin、GFAP与Neu N表达细胞均较损伤组差异有统计学意义(t=4.74、6.59、15.46,均P0.05)。结论 BMSC移植可促进SCI后神经细胞的存活与再生分化,在一定程度上促进SCI脊髓组织功能的恢复。     

脊髓损伤机制研究的生物信息学分析

用生物信息学方法筛选参与脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)发展过程的关键分子和通路,可为脊髓损伤发展机制的研究提供指导。从GEO数据库下载基因芯片数据,并将数据集中的样本分为脊髓损伤组(SCI组)和正常组(normal组)。应用R语言处理来自不同数据集样本间的批次效应,同时对基因芯片的表达数据进行标准化处理,并通过PCA分析监测标准化处理后数据的质量。应用R语言中的limma包分析标准化后的基因表达矩阵,以得到差异基因。将差异基因导入DAVID数据库进行GO (gene ontology)分析,并通过KEGG数据库进行通路分析。然后应用STRING数据库构建PPI网络,并通过Cytoscape中的cytoHubba插件分析得到10个hub基因。最后应用箱式图监测hub基因在不同样本中的表达,并用GeneCards数据库查询hub基因的功能。此外,为了补充差异基因筛选的不足,通过R语言对基因表达矩阵进行了GSEA (gene set enrichment analysis)分析。结果显示:TYROBP、ITGB2、PTPRC和FCER1G等基因在脊髓损伤发展过程中发挥重要的作用;细胞外基质的炎症反应、葡糖醛酸基转移酶活性的变化和星形胶质细胞的迁移等与脊髓损伤的发展机制关系密切; TNF信号通路、NF-κB信号通路和p53信号通路在脊髓损伤的发展机制中发挥重要的作用。这些关键的分子和通路在脊髓损伤中的作用值得我们进行更深入的探讨。     

脊髓损伤炎症中的NF-кB信号通路

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是脊柱损伤最严重的并发症,致残率极高,不仅导致患者损伤节段以下肢体严重的功能障碍,同时也给整个社会造成巨大的经济负担。SCI后,中性粒细胞、巨噬细胞和T细胞等共同介导炎症反应,而核因子κB(NF-κB)通路是介导脊髓损伤后炎症反应的核心。NF-κB最早于1986年发现,其能与免疫球蛋白κ轻链基因增强子特异性结合。后续研究发现,其能与多种基因启动子部位的κB点发生特异性结合促进转录,是一类核因子DNA结合蛋白质的总称。NF-κB能够和许多基因启动子区域的固定核苷酸序列结合而启动基因转录。在机体的免疫应答、炎症反应及细胞的生长调控等方面发挥重要作用。大量研究证实,与SCI炎症密切相关的炎症细胞因子(IL-1、TNF-α、IL-6、IL-10等)、黏附分子(ICAM-1、VCAM-1、E选择素等)及趋化因子(CCL2、CCL3、CXCL8等)的基因启动部位均含有κB位点。SCI后,NF-κB信号通路被异常激活,大量炎症、趋化、黏附因子释放,加重SCI继发性炎症反应。因此,NF-κB在SCI病程中发挥的作用受到广泛重视。本文主要综述NF-кB的特性和其在脊髓损伤炎症中的研究进展和治疗前景,为后续SCI的炎症靶向治疗提供理论依据。     

硫化氢与脊髓损伤治疗

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种由于脊髓外部损伤或内部病变引起的暂时性或永久性的功能损伤,其症状包括肌肉功能损伤、自主运动功能减退或丧失等。目前,流行病学调查发现,我国SCI患病率较高,具有较高的社会和医疗负担。因此,合理引导SCI病人进行治疗和康复尤为重要。硫化氢（hydrogen sulfide,H2S）是一种重要的神经信号分子,近年来H2S对SCI康复的作用机制逐渐成为研究热点,例如一些国内外研究团队对SCI后缺血-再灌注损伤（ischemia reperfusion injury,I/R injury）、降低SCI后氧化应激及抗炎作用等机制,以及SCI康复临床治疗研究均取得了一定的成果。本文通过H2S对SCI康复的机制研究和临床治疗发展进行综述,旨在为后续研究及临床应用提供参考。     

硫化氢与脊髓损伤治疗

脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种由于脊髓外部损伤或内部病变引起的暂时性或永久性的功能损伤,其症状包括肌肉功能损伤、自主运动功能减退或丧失等。目前,流行病学调查发现,我国SCI患病率较高,具有较高的社会和医疗负担。因此,合理引导SCI病人进行治疗和康复尤为重要。硫化氢（hydrogen sulfide,H2S）是一种重要的神经信号分子,近年来H2S对SCI康复的作用机制逐渐成为研究热点,例如一些国内外研究团队对SCI后缺血-再灌注损伤（ischemia reperfusion injury,I/R injury）、降低SCI后氧化应激及抗炎作用等机制,以及SCI康复临床治疗研究均取得了一定的成果。本文通过H2S对SCI康复的机制研究和临床治疗发展进行综述,旨在为后续研究及临床应用提供参考。     

bFGF通过抑制Nogo-A信号减少脊髓损伤后胶质瘢痕的形成

脊髓损伤后胶质瘢痕的形成是阻碍神经恢复的关键原因之一。碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)具有良好的神经保护及促进脊髓损伤的修复作用,然而其对于胶质瘢痕的影响及其机制仍不清楚。本研究通过采用血管动脉夹(30 g)夹闭雌性SD大鼠脊髓2min造成急性脊髓损伤模型并予以每天皮下注射bFGF(80μg/kg),探讨bFGF促进脊髓损伤的恢复作用是否涉及到胶质瘢痕调控和Nogo-A/NgR信号的相关机制。通过检测损伤后28 d,各组BBB评分和斜板试验,发现bFGF显著促进脊髓损伤后大鼠运动功能的恢复。HE及尼氏染色显示,bFGF处理组相对于生理盐水处理组,其神经元明显增多,空洞面积减少。同时,星形胶质细胞标记物GFAP免疫荧光结果表明,bFGF减少胶质瘢痕形成,抑制星形胶质细胞过度激活。同样,通过Western印迹检测发现,bFGF处理后,胶质瘢痕相关蛋白(如GFAP,neurocan)以及神经突生长抑制蛋白(Nogo-A)信号通路相关蛋白质表达量下降。上述结果表明,bFGF可能通过抑制Nogo-A信号蛋白的表达,从而抑制胶质瘢痕的形成,促进脊髓损伤的恢复。此机制研究为脊髓损伤的治疗和恢复提供全新的思路和药物靶点。     

大鼠内侧前额叶皮质内ERK1/2 活化参与脊髓损伤后抑郁情绪

目的:观察细胞外信号调节激酶1/2(ERK1/2)的活化在脊髓损伤引起抑郁中的作用。方法:应用Western blot和行为药理学方法,观察脊髓损伤后(SCI)大鼠内侧前额叶皮质内(mPFC)ERK1/2及磷酸化-ERK1/2(p-ERK1/2)的表达情况及ERK1/2磷酸化抑制剂U0126对抑郁样行为的影响。结果:脊髓损伤后的第2天到第8周,SCI模型大鼠的BBB评分均显著低于假手术组,差异具有统计学意义(p0.05)。脊髓损伤后8周-12周,SCI模型大鼠强迫游泳不动时间与假手术组相比明显缩短,mPFC内pERK1/2蛋白表达水平明显升高,总ERK 1/2的蛋白水平则未见组间差异,而给予U0126的大鼠的不动时间与给药之前相比明显延长增加,mPFC内pERK1/2蛋白表达水平较SCI模型大鼠明显降低,差异均具有统计学意义(P0.05)。结论:内侧前额叶皮质内ERK1/2的激活参与了脊髓损伤后引起的突触可塑性,在相关的抑郁样行为的产生中发挥了重要的作用。     

姜黄素对大鼠脊髓损伤后后肢功能恢复的作用机制

目的:观察姜黄素(CUR)对大鼠脊髓损伤后的运动功能的影响,并探讨其对大鼠脊髓损伤的神经保护作用机制,为临床治疗脊髓损伤提供理论和实验依据。方法:采用HI-0400脊髓打击器制备脊髓急性打击损伤动物模型。将105只SD健康清洁级大鼠随机分为3组:假手术组(Sham)、脊髓损伤组(SCI)、姜黄素组(SCI+CUR),在脊髓损伤模型建立后30 min灌胃,以后每天灌胃1次,直到处死为止。SCI+CUR组0.5%羧甲基纤维素钠制备姜黄素(100 mg/kg)灌胃,Sham组与SCI组同等剂量的0.5%羧甲基纤维素钠灌胃。应用BBB评分评估大鼠术后3d,7 d,14 d,21 d和28 d后肢运动功能恢复的情况;分别在术后12 h、1 d、3 d和7 d天取脊髓组织和血液,通过免疫荧光法检测NF-κB,免疫组化发检测Bcl-2、Bax及Caspase-3蛋白,Elisa法检测Bcl-2、Bax蛋白的表达。结果 :BBB评分中3 d时SCI+CUR组与SCI组时无明显差异,7 d、14 d、21 d和28 d SCI+CUR组得分高于SCI组,其差异具有统计学意义(P0.05);炎症因子NF-κB的表达于脊髓损伤后12 h出现,1 d达高峰,3 d下降。SCI+CUR组中NF-κB在各个时间点的表达与SCI组出现的时间点相对应,SCI+CUR组少于SCI组;Sham组无明显的Bax及Bcl-2蛋白染色。SCI+CUR组中Caspase-3及Bax染色明显较SCI组减弱,而Bcl-2较SCI组增强。结论:姜黄素可以促进大鼠脊髓损伤后后肢运动功能的恢复,其作用机制是通过抑制NF-κB而阻止炎症发生;并通过抑制Bax、Caspase-3的表达,促进Bcl-2的表达来抑制细胞凋亡,从而促进了大鼠脊髓损伤后的运动功能恢复。     

灰葡萄孢犬尿氨酸途径关键酶基因的鉴定

【背景】灰葡萄孢是一种重要的植物病原真菌,实验室前期明确了灰葡萄孢犬尿氨酸单加氧酶(kynurenine3-monooxygenase,KMO)基因BcKMO参与调控病菌的生长发育和致病力。犬尿氨酸单加氧酶(KMO)是犬尿氨酸途径的关键酶,但灰葡萄孢是否存在犬尿氨酸途径及其在病菌生长、发育和致病过程中的功能尚未见相关报道。【目的】鉴定灰葡萄孢犬尿氨酸途径中的关键酶基因,确定灰葡萄孢犬尿氨酸途径的存在,为阐明灰葡萄孢生长发育和致病力的分子机理奠定基础。【方法】利用生物信息学方法,对灰葡萄孢犬尿氨酸途径中犬尿氨酸酶(kynureninase,KYN)、吲哚-2,3-双加氧酶(indoleamine-2,3-dioxygenase,IDO)、犬尿氨酸氨基转移酶(kynurenine amino transferase,KAT)的编码基因进行分析;利用Real-time PCR技术,检测灰葡萄孢野生型BC22、BcKMO基因T-DNA插入突变体BCG183、恢复菌株BCG183/BcKMO中犬尿氨酸途径关键酶基因的表达水平;利用真菌犬尿氨酸酶KYN检测试剂盒,测定BcKMO突变体中犬尿氨酸酶(KYN)的含量。【结果】灰葡萄孢中含有2个犬尿氨酸氨基转移酶(KAT)的编码基因、3个吲哚-2,3-双加氧酶(IDO)的编码基因、10个犬尿氨酸氨基转移酶(KAT)的编码基因。灰葡萄孢KYN编码基因、IDO编码基因、KAT编码基因在突变体BCG183中的表达水平显著高于或低于在野生型和恢复菌株。突变体BCG183中犬尿氨酸酶(KYN)的含量显著低于野生型BC22和恢复菌株。【结论】灰葡萄孢中存在犬尿氨酸途径,灰葡萄孢BcKMO基因突变影响KYN、IDO和KAT编码基因的表达以及犬尿氨酸酶(KYN)的含量。     

胚胎神经干细胞移植及胶质细胞源性神经营养因子对大鼠脊髓损伤的修复作用

将胚胎神经干细胞(neural stem cells,NSCs)移植至成年大鼠损伤的脊髓,观察移植后NSCs的存活、迁移以及损伤后的功能恢复。实验结果显示：动物NSCs移植4周后,斜板实验平均角度和运动评分结果比对照组均有明显增高(P＜0．05),而脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)处的空洞面积显著减小(P＜0．05);在NSCs中加入胶质细胞源性的神经营养因子(glial cell line-derived neurotrophic factor,GDNF)后,上述改变更加显著。移植后的NSCs不仅能存活,而且向损伤的头端和尾端迁移达3mm之远。这些结果表明,移植的NSCs不仅可以存活、迁移,还可减小SCI空洞面积,促进动物神经功能的恢复;此外,我们的结果还表明GDNF对SCI功能恢复有促进作用。     

Nrf2-ARE信号通路在神经退行性疾病中的作用研究进展

神经退行性疾病(Neurodegenerative disease)是一类以神经元退行性病变为基础的慢性、进行性、不可逆的神经系统疾病的总称,主要包括阿尔茨海默病(Alzheimer's disease,AD)、帕金森病(Parkinson's disease,PD)、亨廷顿舞蹈病(Huntington disease,HD)、肌萎缩侧索硬化症(amyotrophic lateral sclerosis,ALS)、脊髓肌萎缩症(spinal muscular atrophy,SMA)、不同类型脊髓小脑共济失调(spinal cerebella ataxias,SCA)等。其病因和发病机制十分复杂,其中,氧化应激学说近年来受到了人们的广泛关注和普遍认可。而研究表明,Nrf2-ARE信号通路是体内抗氧化应答机制中最重要的通路之一,其能对氧化应激导致的神经细胞损伤产生保护作用,即阻止神经细胞的病变和凋亡,进而延缓神经退行性疾病的发生发展,因而有望成为神经退行性疾病的有效治疗靶标。本文就Nrf2-ARE信号通路结构特点及Nrf2-ARE信号通路在神经退行性疾病中的作用研究进展作一综述。     

GDNF对神经干细胞增殖、分化的影响

神经干细胞(neural stem cells,NSCs)具有如下特点:(1)可以向神经组织分化或源自神经系统的一部分。(2)具备维持和更新的自主能力。(3)可通过细胞分裂增殖。以上特点决定了它的应用价值,被公认为治疗阿尔茨海默氏病,帕金森氏症,脊髓损伤,中风等神经退行性疾病的最佳方案。用干细胞治疗癌症,免疫相关性疾病,和其他疾病被认为是很有创新的新疗法,可能有一天会扩展到修复和补充大脑损伤。胶质细胞源性神经营养因子(glial Cell line一derived neurotrophic factor,GDNF)为TGF一β超家族的一员,具有很强神经保护作用,大量实验研究证实GDNF可促进帕金森病大鼠模型的中脑神经干细胞定向分化为多巴胺能神经元,同时大量实验发现其可促进神经干细胞增殖及分化,为神经干细胞的应用奠定了基础。     

周围神经损伤中P2Y12受体-p38MAPK通路的研究进展

周围神经损伤是临床中常见的神经损伤之一,神经胶质细胞和信号通路转导在周围神经损伤和再生修复中发挥重要作用。小胶质细胞的活化与周围神经损伤导致的神经损伤及疼痛密切相关,小胶质细胞是周围神经损伤与修复的关键场所。脊髓背角的小胶质细胞可被嘌呤信号通路的P2Y_(12)受体活化,进而导致p38MAPK磷酸化,造成相关神经损伤及感觉功能障碍。以脊髓背角的小胶质细胞为靶点,从P2Y_(12)受体-p38MAPK通路的角度可揭示周围神经损伤的部分可能机制。探究从嘌呤信号通路与小胶质细胞活化的新角度,将神经损伤后的P2Y_(12)受体与p38MAPK的磷酸化表达联系为P2Y_(12)受体-p38MAPK通路,可为临床治疗周围神经损伤提供新的思路。本文就周围神经损伤中P2Y_(12)受体-p38MAPK通路的研究进展作一综述。     

自噬与Nrf2信号通路之间联系的研究进展

自噬是人体内常见且重要的生理现象之一,对于维持细胞的稳定及代谢需要具有关键意义。核因子E2相关因子(nuclear factor erythroid-derived factor 2-related factor,Nrf2)是调控细胞对抗外来异物和氧化损伤的关键转录因子,Nrf2信号通路在抗肿瘤、抗应激等方面发挥着广泛的细胞保护功能。随着研究进展,发现自噬与Nrf2信号通路间存在着广泛的相互作用机制。抑制自噬会导致p62积累,进而结合Keap1(Kelch-like ECH-associated protein 1)而激活Nrf2信号通路;同时也有研究发现,磷脂酰肌醇-3-激酶/蛋白激酶B(phosphatidyl inositol 3-kinase/protein kinase B,PI3K/Akt)等自噬和Nrf2的共同调节通路、活性氧(reactive oxidative species,ROS)等因素也参与自噬与Nrf2之间的相互调控。该文将以近期关于Nrf2信号通路与自噬之间关系研究进展作一综述,希望为临床疾病治疗提供新的视角。