髓鞘碱性蛋白的选择性神经元毒性作用及其机制

结题报告

项目介绍

AI项目解读

基本信息

批准号：
81171164
项目类别：
面上项目
资助金额：
60.0万
负责人：
罗建红
依托单位：
浙江大学
学科分类：
H0910.神经损伤、修复与再生
结题年份：
2015
批准年份：
2011
项目状态：
已结题
起止时间：
2012-01-01 至2015-12-31

项目参与者：
杨巍；孙鑫；严颖刚；严循一；叶茂；张杰；彭琳；肖桂凤；刘双双；
关键词：
髓鞘碱性蛋白神经元毒性作用细胞膜磷脂

项目摘要

中枢神经系统损伤后会产生脱髓鞘，它不仅抑制神经元的生长，甚至会导致变性死亡。脱髓鞘后，许多髓鞘蛋白会暴露于细胞外，并产生病理作用。其中，对Nogo、MAG和OMgp等"髓鞘抑制物"的研究较为深入。而髓鞘碱性蛋白（MBP）被认为作为自身抗体可引起免疫炎性反应，也可导致胶质细胞的增值，但至今尚不清楚是否对神经元具有直接作用。我们的前期研究意外发现：MBP对培养海马神经元具有选择性毒性作用，其可能的机制是与神经元膜脂组分相互作用。本项目拟进一步确认MBP的神经毒性作用，筛选鉴定其作用机制和与其相互作用的膜组分，并探讨可能的阻断方法。此研究将有助于我们深入理解脱髓鞘导致神经元损伤的机制，并为相关疾病的治疗策略提供新的线索。

结项摘要

髓鞘碱性蛋白（MBP）在中枢神经系统髓鞘形成中具有重要作用，MBP富含正电荷，分子内部静电排斥力很大，属于无内在结构的蛋白。结构上的弹性使之能与各种带负电荷的生物大分子结合。中枢神经系统损伤会导致广泛的脱髓鞘，释放髓鞘相关蛋白MBP等。有研究表明MBP能诱导神经胶质细胞激活，但如何影响神经元所知甚少。我们研究发现，MBP能特异性与培养神经元质膜外表面结合，并导致神经元毒性作用。酸性磷脂可以阻断MBP与神经元膜的结合，其他碱性蛋白也可以与之竞争，由此推测这种MBP对神经元的作用是碱性依赖的。进一步的研究表明MBP可以导致神经元静息电位去极化、增加对阳离子和其他分子的通透性、破坏细胞膜的流动性，从而导致神经元质膜完整性和功能的受损。人工脂质体囊泡分析表明MBP可以直接破坏酸性磷脂组成的脂双层，导致脂质体膜通透性增加。这些结果表明MBP是通过其与神经元表面酸性脂质的直接相互作用引起神经元毒性作用的。这些研究提示MBP可能参与中枢神经系统髓鞘损伤性疾病的病理过程。上述主要发现已发表（Zhang J et al. PLoS One. 2014, 9(9):e108646.），至今，论文已被Annals of Clinical and Translational Neurology和The journal of neuroscience论文引用，还有1587人次浏览，281次下载，图也被分享了83次；论文被NATURE出版集团旗下的Nature Reviews Neurology官方Twitter转发，并且得到了MS & Myelin Research的关注。.其次，我们建立了MBP小鼠给药后监测脑电变化的系统。令人兴趣的是，当给小鼠海马CA3区域注射MBP时，我们观察到MBP与阳性对照用碱性蛋白PRM一样，也能直接诱发小鼠癫痫。结合临床脱髓鞘病人癫痫的发病率明显高于普通病人，我们提出如下假设：在慢性脱髓鞘过程中所释放出MBP浓度处于一个相对较低水平时，可能使周围神经元去极化，提高其兴奋性，导致过度放电，最终诱导癫痫发作，为脱髓鞘诱发癫痫的机制提供新的思路。