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图3 示BMP3 mRNA在神经髓鞘中的阳性表达.原位杂交,×40

图4 示BMP2 mRNA在部分神经纤维中的阳性表达.原位杂交,×40
3 讨 论 BMPs是重要的细胞生长分化调节因子,近期的研究显示了BMP在早期神经发育中的作用〔5~7〕。已发现BMPs参与了背腹结构变化过程,BMP 4,7在神经外胚层、BMP2,4,6,7在前脑、神经管封闭的中缝区和背侧区都有表达〔5~7〕。研究显示BMP2,4,5,6在海马、大脑皮质、小脑及纹状体发育的不同时期出现表达〔5~7〕。但是,由于对BMPs与神经系统的发育和再生研究刚起步,目前的研究尚局限于认识BMPs在中枢神经系统早期发育中的表达并推测其可能的作用。对于BMPs在整个外周神经系统的发育、正常结构和功能的维持以及再生中是如何发挥作用的,目前所知甚少。外周神经的损伤(如面神经的损伤),常由手术、外伤、肿瘤、炎症等原因造成,由于神经元胞体的恢复需3周以上、轴突的再生约需3~6月的时间,再生能力较弱,因而神经损伤与修复是临床医学和神经科学领域很重要的问题。目前对外周神经受损后的再生机理尚无深入的认识,对其中的基因调控所知甚少。因而明确外周神经受损后外周神经的再生机理和基因调控,是目前的重点研究内容。 本研究结果首次显示BMP2,3,4,5 mRNA在外周神经(三叉神经)中的表达分布情况,发现BMP2,3,4,5 mRNA的表达主要分布于构成神经纤维髓鞘的雪旺细胞中。这一结果充分揭示了BMPs与外周神经可能存在的关系。雪旺细胞在外周神经损伤的修复中发挥着重要的作用,在细胞本身增生的同时,可以产生一些有助于神经生长的营养因子(如NGF、CNTF等),可以分泌细胞因子、胶原以及细胞粘附分子等因子。本研究结果显示了雪旺细胞在表达上述因子的同时,也可以表达BMP2,3,4,5,表达的BMP部分成员可能参与维持外周神经结构的正常和神经的再生。以往的研究显示任何单一的神经营养因子都不能完全挽救运动神经元的死亡。Mabie〔8,9〕的研究发现,部分BMPs可以促进星形胶质细胞的蛋白合成与分化,认为BMPs可能具有神经营养的作用,BMPs可以刺激胶质细胞合成及释放GDNF等因子。本研究结果进一步证实了部分BMPs在外周神经发育再生中可能与其它神经营养因子发挥着协同的作用。 Lo等人〔10,11〕在研究中发现,BMP2,4可以诱导神经嵴干细胞表达MASH1及促进自主神经元的分化。他们认为,某些BMPs具有神经特异性,在神经元的成熟和突触的形成中可能起重要的作用。在外周神经系统的发育中,BMP2,4可能对来源于神经嵴干细胞的神经元系发挥着程序化的指导作用;BMP部分成员对来源于神经元前体细胞的分化以及神经胶质细胞分化和成熟中可能发挥作用〔8,9〕。本研究结果显示,BMP2 mRNA除了在雪旺细胞构成的神经髓鞘中表达外,在部分神经纤维中也有表达。这一研究结果首次在外周神经纤维中确定了BMP2的表达,显示了在外周神经生理和病理状态下,神经纤维本身和雪旺细胞之间可能存在着相互间的作用,这种作用对于保持外周神经的健康可能有着重要的作用。Hattorl〔12〕的研究发现,BMP2与肿瘤坏死因子(TNF)协同作用,刺激3T3成纤维细胞表达神经生长因子(NGF)。Iwasaki〔13〕发现,BMP2可以刺激PC12细胞向神经元细胞分化,细胞受刺激后出现三种神经丝蛋白的表达。我们认为,BMP2可能为另外一种神经营养因子,以自分泌和旁分泌的方式在维持调节外周神经的健康和再生中发挥一定的作用。 综上所述,本研究首次确定了BMP家族部分成员在外周神经中的表达和分布,揭示了BMP可能在外周神经的发育和再生、以及形态结构的维持中发挥着调控作用,初步显示了BMP2,3,4,5与外周神经的相互关系。目前有观点认为,在神经发育的后期,BMPs可能选择性地作用于外周神经与大脑来源的神经元前体细胞的亚群。对于不同的BMPs家族成员在外周神经的发育和成熟后以及再生中究竟如何发挥作用、相互之间的关系、与其它神经营养因子的作用如何进行协调等等,都有待进一步地深入研究。
责任编辑:姚红祥 |