2024年8月24日，中山大學曾園山團隊聯(lián)合廣東省人民醫(yī)院李戈團隊在國際期刊Chemical Engineering Journal (中科院一區(qū)，IF=13.3)上在線發(fā)表了題為：The LINGO-1-deficient neural stem cell-derived neural tissueoid showed enhanced retention and neuronal relay in the transected spinal cord的研究成果。該研究表明，敲低跨膜蛋白LINGO-1可以減少移植的神經(jīng)類組織細胞死亡，保存了更多的神經(jīng)元，它們在脊髓損傷/移植處重建了中繼腦源性神經(jīng)信息的節(jié)段性神經(jīng)通路。

研究團隊通過對受損傷脊髓組織細胞和移植神經(jīng)類組織細胞的觀察，發(fā)現(xiàn)脊髓損傷后跨膜蛋白LINGO-1顯著上調(diào)，這一過程伴隨著程序性細胞死亡相關(guān)分子和跨膜蛋白TrkC基因Ntrk3(NT-3受體基因)的高表達。進一步的單細胞數(shù)據(jù)分析結(jié)果顯示，LINGO-1與TrkC共定位于神經(jīng)元等細胞中，在脊髓損傷后具有相似的表達譜。它們能夠通過非共價鍵相互結(jié)合，激活下游Caspase-3蛋白，這一過程伴隨著抑制TrkC磷酸化介導的經(jīng)典PI3K/AKT突觸形成信號通路，表明LINGO-1可能是引起細胞死亡和抑制突觸形成的關(guān)鍵靶點。進一步借助CRISPR-Cas9技術(shù)，建立LINGO-1敲低的神經(jīng)干細胞并將其種植于NT-3緩釋三維支架中，在體外誘導自組織形成LINGO-1缺失型神經(jīng)類組織。該神經(jīng)類組織具有突觸和髓鞘形成潛能，保留了神經(jīng)組織的多樣性和神經(jīng)元的功能活性，具有抗凋亡能力。然后，研究團隊將LINGO-1缺失型神經(jīng)類組織移植到全橫斷脊髓損傷處，兩個月后，觀察到大鼠皮質(zhì)運動誘發(fā)電位和癱瘓后肢運動功能有明顯改善。此外，該神經(jīng)類組織細胞可以更多地存活并駐留于損傷/移植處。同時，在損傷/移植處觀察到移植細胞周圍富集神經(jīng)營養(yǎng)素-3?(NT-3)，顯示出持續(xù)的神經(jīng)保護和突觸形成信號激活，促進更多的移植神經(jīng)元與下行的5-HT陽性神經(jīng)纖維及上行的CGRP陽性神經(jīng)纖維建立功能性連接。最后，研究團隊通過PRV跨多突觸逆行神經(jīng)通路示蹤揭示，這種新穎的LINGO-1缺失型神經(jīng)類組織的神經(jīng)元可以將腦源性信息中繼至損傷/移植處尾側(cè)端脊髓固有神經(jīng)元，起到了神經(jīng)元中繼器?(neuronal relayer)?的作用。

綜上所述，該研究闡明全橫斷脊髓損傷后，LINGO-1的高表達阻斷了TrkC?(NT-3受體)?二聚體的形成，導致神經(jīng)元死亡。CRISPR-Cas9介導的供體神經(jīng)元中的LINGO-1缺失促進了其TrkC二聚體的形成和磷酸化，從而激活了經(jīng)典的突觸形成信號通路。NT-3遞送支架中的LINGO-1缺失型神經(jīng)類組織增強了供體神經(jīng)元的存活、節(jié)段性神經(jīng)通路的重建及其腦源性神經(jīng)信息的中繼。

原文鏈接：

https://authors.elsevier.com/a/1jf3P4x7R2kLVN

附圖:?LINGO-1缺失型神經(jīng)類組織移植在全橫斷脊髓損傷/移植處重建了中繼腦源性神經(jīng)信息的節(jié)段性神經(jīng)通路。全橫斷脊髓損傷后，LINGO-1通過增加cle-Capase-3導致細胞死亡，并與TrkC相互作用，降低PI3K/AKT/CREB軸的磷酸化，引起突觸降解。CRISPR-Cas9介導的LINGO-1缺失將促進供體神經(jīng)元TrkC二聚體的形成和磷酸化，并激活下游經(jīng)典的突觸形成信號通路。