基于CNTF上调HCK激活STAT3促轴突再生探讨BMSCs治疗脊髓损伤的机理研究
批准号:
82060243
项目类别:
地区科学基金项目
资助金额:
33.0 万元
负责人:
熊柳林
依托单位:
学科分类:
神经损伤、修复与再生
结题年份:
2024
批准年份:
2020
项目状态:
已结题
项目参与者:
熊柳林
中文摘要
脊髓损伤常导致严重神经功能障碍和患者终生残疾,而轴突再生是脊髓损伤后的难点。促进受损轴突再生可望成为脊髓治疗的有效手段。申请人前期发现,BMSCs可分泌CNTF并激活STAT3促轴突再生,从而改善脊髓损伤后神经功能缺损,但调控机制不清。预实验证实CNTF刺激促进脊髓神经元轴突生长,质谱分析发现CNTF处理后STAT3 Y705发生磷酸化,HCK高表达,给予CNTF同时下调HCK后神经元轴突再生受抑制。基于此提出假设:CNTF可能通过上调HCK,磷酸化激活STAT3构成BMSCs促轴突再生从而治疗脊髓损伤的作用机制。该项目拟从细胞、动物和分子水平①探讨HCK在促轴突再生中的功能;②明确HCK通过磷酸化激活STAT3介导BMSCs/CNTF促轴突再生;③CO-IP验证HCK可直接结合STAT3调控其活性的分子机制。最终为脊髓损伤研究提供新靶点,为BMSCs治疗脊髓损伤提供有力的实验依据。
英文摘要
Spinal cord injury (SCI) often leads to severe neurological dysfunction and lifelong disability, and axon regeneration is a difficult point after SCI. The regeneration promotion of the damaged axons is expected to be an effective mean of spinal cord therapy. The applicant previously found that BMSCs could secrete CNTF and activate the STAT3 signaling pathway to promote axon regeneration, thus improving the neurological deficit after SCI, however, the regulatory mechanism was unclear. Our preliminary experiment confirmed that CNTF stimulation promoted axonal growth in spinal cord neurons. Mass spectrometry analysis revealed that the 705th tyrosine site of STAT3 was phosphorylated after CNTF treatment, and the tyrosine kinase HCK was highly expressed; besides, the neuronal axon regeneration was inhibited when CNTF was given and HCK was downregulated. Based on the above information, we proposed the hypothesis that the mechanism of BMSCs promoting axon regeneration to treat SCI may be formed via CNTF upregulating HCK expression and phosphorylation activating STAT3. Thus, the project intends to explore the role of HCK activating STAT3 mediated BMSCs/CNTF in neuronal axon regeneration function; and to verify the molecular mechanism of HCK directly binding to STAT3 to regulate its activity by CO-IP in cells, rats and molecular levels. Our study may provide a new target for the study of spinal cord injury, and provides a powerful experimental basis for the clinical application of BMSCs in the treatment of spinal cord injury.
脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)严重威胁着人类健康,且发生率在世界范围内逐渐上升,促进受损轴突再生可望成为脊髓损伤治疗的有效手段。本研究旨在确定睫状神经营养因子(CNTF)是否通过上调造血细胞激酶(HCK),磷酸化激活STAT3构成BMSCs促轴突再生从而治疗脊髓损伤的作用机制。体外培养原代神经元,进行BMSCs或CNTF处理后,均能显著促进神经元轴突的生长和增加HCK的表达。在神经元中感染过表达HCK慢病毒可以增强轴突生长和SYP的表达,而感染HCK激酶突变体(K288A)未能发挥此作用。且HCK干扰后减少了BMSCs/CNTF介导的轴突再生和突触形成。体内实验证实,BMSCs移植治疗脊髓横断(SCT)大鼠后轴突束退化恢复,HCK和SYP的表达增加,大鼠运动功能及神经信号传导改善,注射HCK过表达(HCK-OE)腺相关病毒的SCT大鼠也表现出神经功能改善。然而,在BMSCs治疗的同时给予shHCK腺相关病毒处理后,BMSCs改善SCT大鼠的神经功能作用被减弱。进一步通过体外CO-IP实验证实HCK和STAT3的直接互作机制,并且体内实验结果表明,BMSCs治疗增强了SCT大鼠STAT3 Y705位点的磷酸化水平,而注射HCK-OE腺相关病毒的SCT大鼠同样表现出STAT3 Y705磷酸化的显著提升,而HCK干扰处理后,抑制了STAT3 Y705位点的磷酸化,进而削弱了STAT3通路的激活。这些结果说明CNTF通过上调HCK表达,磷酸化激活STAT3构成BMSCs促轴突再生从而治疗脊髓损伤的作用机制。综合以上结果:本研究①明确了HCK在促轴突再生中的功能;②探索了HCK通过磷酸化激活STAT3介导BMSCs/CNTF促轴突再生;③验证了HCK可直接结合STAT3调控其活性的分子机制。本研究为SCI研究提供了新靶点,为BMSCs治疗SCI的临床应用提供了科学研究的依据。
SYNPO2调节神经自噬损伤在BMSCs治疗新生儿缺血缺氧性脑病中的作用及机理研究
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批准号:82001604
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项目类别:青年科学基金项目
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资助金额:24.0万元
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批准年份:2020
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负责人:熊柳林
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依托单位:
基于CNTF上调HCK激活STAT3促轴突再生探讨BMSCs治疗脊髓损伤的机理研究
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批准号:--
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项目类别:--
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资助金额:33万元
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批准年份:2020
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负责人:熊柳林
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依托单位:
国内基金
海外基金