taf7l的激活通过增强条件反射效应促进了感觉神经的再生

《Neuroscience Letters》：Activation of taf7l promotes sensory nerve regeneration by enhancing conditioning effect

本研究利用九个基因背景不同的Collaborative Cross小鼠品系，筛选出促进周围神经轴突再生的关键转录因子Taf7l。通过体外Matrigel实验和基因表达谱分析发现，Taf7l在预处理性神经损伤后显著上调，其敲低减少轴突长度27%，过表达则增强再生。该研究首次揭示Taf7l在周围神经再生中的作用，为治疗提供新靶点。

　　

杉浦香织 | 大村隆男 | 王吉丽 | 阿尔班·拉特雷莫利埃 | 松山幸宏

日本静冈县滨松市滨松大学医学院骨科手术系

摘要

周围神经系统（PNS）神经元在受损后可以再生，但功能恢复通常有限，尤其是在近端损伤或修复延迟的情况下。预处理神经损伤可以通过诱导与再生相关的基因（RAGs）来加速轴突生长。为了鉴定新的生长调节因子，我们筛选了九种遗传多样性不同的协作杂交（CC）小鼠品系，观察它们在Matrigel培养基上背根神经节（DRG）神经元突起的差异。所有品系都表现出至少2倍的预处理效果，其中DBA/2J品系的表现最为显著。全基因组表达分析显示Taf7l是与神经元突起最相关的转录因子。免疫组化实验表明Taf7l在DRG神经元中表达，并且在预处理后表达增强。定量RT-PCR显示Taf7l mRNA在损伤后逐渐增加，第14天时增加了5倍以上。使用慢病毒载体进行的功能研究表明，Taf7l敲低会使神经元突起长度减少27%，但不影响其起始速率；而Taf7l过表达则显著增加了神经元突起的起始速率和长度。这些发现表明，Taf7l（此前已知在精子发生和脂肪生成中发挥作用）是一种新的神经元转录调节因子。Taf7l在神经损伤后被激活，并调节神经元突起的生长，这使其成为增强PNS再生能力的潜在治疗靶点。

引言

与中枢神经系统（CNS）不同，成年哺乳动物受损神经元的再生能力受到严重限制，而周围神经系统的轴突损伤可以重新激活内在的生长程序，从而实现周围神经的再生，并且在某些情况下可以恢复部分感觉功能，前提是受损轴突与其原有的路径对齐并且靠近目标组织[6]。然而，根据损伤位置（如近端损伤）、患者年龄、涉及其他软组织的损伤程度以及神经修复的延迟，手术治疗往往只能带来微小的临床意义上的运动功能恢复[16]、[19]、[27]、[28]。一种解释是，损伤诱导的轴突内在生长速度太慢，导致轴突到达远端去神经化区域时，生长所需的基质可能已经不再适合[13]，因此功能无法恢复[14]。因此，加速损伤后的轴突生长至关重要。一种方法是进行预处理神经损伤，通过大规模的转录变化使轴突在面对第二次损伤时能够更强烈、更快地再生[9]、[20]。对预处理过的背根神经节（DRG）神经元转录反应的研究表明，许多转录因子（如C-JUN、ATF3[12]、SMAD[11]、[25]、[34]和STAT 3[2]）以及与再生相关的基因（如IL-6、Hsp 27和GDNF[5]、[17]、[3]）在促进再生中起作用。

最近，从一组遗传多样性丰富的创始品系中培育出了大量的多亲本重组小鼠品系，这些纯系后代构成了协作杂交（CC）[4]。由于每个CC品系包含多达八个亲本的基因组，因此这些新品系具有遗传多样性，但基因型固定，非常适合用于复杂性状的基因组分析[8]。通过比较不同CC品系之间的表型差异及其相应的基因组构成，可以确定负责该性状的基因位点，并进一步研究那些能够最大化或最小化目标表型的品系。这种方法此前已被用于鉴定抑制素βA（inhbA）作为在非适宜环境中促进轴突生长的主要途径。

在这里，我们提出使用协作杂交策略来识别能够促进受损PNS神经元更好生长的信号通路。我们使用了九种遗传多样性不同的CC品系来寻找可能促进PNS环境中神经元生长的新信号通路。

实验部分

实验动物

本研究使用了九种遗传上不同的纯系小鼠品系A/J、C3H/HeJ、C57BL/6J、DBA/2J、129S1/SvImJ、NOD/LtJ、NZO/HlLtJ、CAST/EiJ和WSB/EiJ（杰克逊实验室，马萨诸塞州巴伯）进行遗传和表型筛选。

进一步实验中，使用了从SLC公司（日本滨松）购买的8周大的C57BL/6JJmsSlc雄性小鼠（体重16–21克）。这些小鼠被饲养在滨松大学医学院的动物设施中，处于标准条件（21℃，12小时光照-黑暗周期）下。

在Matrigel培养基上检测轴突生长

为了筛选不同小鼠品系在类似PNS的环境中启动轴突生长的能力，我们从九种遗传上不同的纯系小鼠品系（A/J、C3H/HeJ、C57BL/6J、DBA/2J、129S1/SvImJ、NOD/LtJ、NZO/HlLtJ、CAST/EiJ和WSB/EiJ）中提取了未处理和经过预处理的成年DRG神经元，在涂有Matrigel的培养板上培养48小时后，测量了整个DRG的神经元突起总长度。基线时的轴突生长情况在所有九个品系中相似。

讨论

实验室小鼠品系以其广泛的表型多样性而闻名。最近一项对17种纯系小鼠基因组序列的研究发现了5670万个独特的SNP和880万个独特的插入/缺失突变[15]。利用这种基因组和表型差异，我们发现激活素信号通路在模拟CNS环境的体外实验以及使用视神经损伤模型的体内实验中都能促进轴突再生[21]。与CNS环境不同，

意义声明

本研究确定了Taf7l是一种新的周围神经再生转录调节因子，强调了其作为治疗靶点以增强神经损伤后功能恢复的潜力。

资金来源

本研究得到了日本学术振兴会（JSPS）KAKENHI基金（项目编号23K08674）的支持。

作者贡献声明

杉浦香织：撰写初稿、软件开发、方法学设计、数据整理。大村隆男：撰写、审稿与编辑、撰写初稿、指导工作、方法学设计。王吉丽：撰写、审稿与编辑、指导工作。阿尔班·拉特雷莫利埃：撰写、审稿与编辑、指导工作。松山幸宏：撰写、审稿与编辑、指导工作。

利益冲突

作者声明没有利益冲突。

致谢

我们感谢冈本彩子提供的技术支持。