Netrin-3通过抑制NLRP1炎症小体激活促进脊髓损伤后功能恢复的机制研究

【字体: 时间:2025年06月16日 来源:Neuropeptides 2.5

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  脊髓损伤(SCI)后神经修复困难且炎症反应加剧,现有疗法效果有限。为解决这一问题,研究人员通过基因治疗上调Netrin-3表达,发现其通过激活AMPK通路抑制NLRP1炎症小体,减少IL-1β/IL-18释放,从而改善运动功能、缩小病灶并缓解氧化应激。该研究为SCI治疗提供了新靶点。

  

脊髓损伤(SCI)是神经系统最严重的创伤之一,不仅导致患者运动、感觉功能障碍,还会引发复杂的继发性损伤过程。当前临床治疗手段有限,如何促进神经修复并控制炎症反应成为研究热点。其中,NOD样受体家族pyrin域蛋白1(NLRP1)炎症小体的过度激活被认为是加剧神经炎症的关键因素,但其调控机制尚不明确。与此同时,Netrin家族蛋白在神经发育中的作用已被广泛认知,但Netrin-3在SCI中的功能仍是未解之谜。

针对这一科学问题,暨南大学附属顺德医院的研究团队在《Neuropeptides》发表论文,首次揭示了Netrin-3通过腺苷酸活化蛋白激酶(AMPK)通路抑制NLRP1炎症小体,从而促进脊髓损伤修复的作用机制。研究人员采用基因治疗技术,通过腺相关病毒(AAV)载体在SCI小鼠模型中过表达Netrin-3,结合行为学测试、Western blot、免疫荧光和生化分析等方法,系统评估了Netrin-3的神经保护效应及其分子机制。

关键实验技术
研究使用C57BL/6小鼠建立T8-T10段脊髓挫伤模型,通过AAV介导的基因治疗调控Netrin-3表达。采用Basso Mouse Scale(BMS)评分评估运动功能,通过检测丙二醛(MDA)和超氧化物歧化酶(SOD)水平分析氧化应激状态,并利用AMPK抑制剂验证通路依赖性。

Netrin-3在SCI后表达下调
研究发现,SCI后小鼠脊髓组织中Netrin-3的mRNA和蛋白水平均显著降低,提示其可能参与损伤修复过程。

Netrin-3促进神经功能恢复
通过AAV介导的Netrin-3过表达显著改善了SCI小鼠的运动功能,表现为BMS评分提高。组织学分析显示,治疗组病灶体积缩小,脊髓含水量恢复正常,证实Netrin-3具有神经保护作用。

Netrin-3调控氧化应激和炎症反应
Netrin-3治疗显著降低MDA水平并提高SOD活性,表明其能缓解氧化损伤。更重要的是,Netrin-3抑制了NLRP1炎症小体活化,导致下游炎症因子IL-1β和IL-18的分泌减少。

AMPK通路的关键作用
机制研究发现,Netrin-3能激活AMPK信号通路,而使用AMPK抑制剂Compound C可完全阻断Netrin-3的神经保护效应,证实该通路是Netrin-3发挥作用的关键媒介。

讨论与意义
该研究首次阐明Netrin-3通过AMPK/NLRP1轴改善SCI的双重机制:既减轻氧化应激,又抑制神经炎症。这一发现不仅拓展了对Netrin家族蛋白功能的认识,还为开发靶向Netrin-3的基因治疗策略提供了理论依据。特别值得注意的是,研究揭示了AMPK通路在连接Netrin-3与炎症小体调控中的桥梁作用,为理解神经保护与免疫调节的交互作用提供了新视角。

从转化医学角度看,该研究提出的Netrin-3基因治疗方案具有潜在临床应用价值。相较于传统抗炎药物,靶向Netrin-3可能实现更精准的炎症调控,同时避免免疫抑制带来的副作用。未来研究可进一步探索Netrin-3在不同损伤时窗的治疗效果,以及与其他神经保护因子的协同作用,为SCI的联合治疗提供新思路。

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