硫酸软骨素蛋白多糖与脊髓损伤

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1、万方数据第16卷4期6782010年12月天津医科大学学报JOURNALOFTIANJINMEDICALUNIVERSITYV01．16．NO．4Dec．20lO硫酸软骨素蛋白多糖与脊髓损伤徐云强综述，冯世庆，王沛审校(天津医科大学总医院骨科，天津300052)[关键词】脊髓损伤；硫酸软骨素蛋白多糖；软骨素酶；脊髓再生[中图分类号]R651．2[文献标识码]A[文章编号]1006—8147(2010)04-0678—04脊髓损伤(spinalcordinjury，SCI)一直以来是困扰骨科和神经外科的一

2、大难题，它致残率高，患者主要为青壮年，治疗耗费大，且缺乏有效的对策。近年来对脊髓再生的实验研究取得了一些令人鼓舞的结果，对于脊髓损伤的认识也进一步深入。许多研究表明，脊髓损伤后局部的微环境存在一些抑制再生的因素，其中硫酸软骨素蛋白多糖(ehondroitinsulfateproteoglycans，CSPGs)是一大类阻碍轴突再生的物质，它在脊髓损伤后神经修复再生中的作用也越来越受到人们的关注。lCSPGs家族及其结构特点CSPGs是核心蛋白与硫酸软骨素共价交连形成的一类蛋白多糖，CSPGs具有蛋白核心

3、和氨基葡聚糖(glycosaminoglycans，GAGs)链这两个基本结构特点。蛋白核心通过N端和O端与不同种类和数量的寡糖或多糖相连，蛋白多糖的分子结构因GAG链的种类、数量、长度以及硫酸化的部位和程度等差异而呈现多样性【11。GAG主要由包含N一乙酰化和己糖醛酸或半乳糖的线性重复二糖单位构成，在不同的部位带有硫酸基团。而CSPGs根据GAG链的不同分为Versican(多功能蛋白聚糖)、NG2、Neurocan(神经蛋白聚糖)、Phosphacan(磷酸蛋白聚糖)、Brevican(短小蛋白聚糖

4、)等【2】。由于其核心蛋白包含有不同的、高亲和力的识别功能域，因而能与许多生物活性物质特异结合而产生多种生物效应。CSPGs的来源有星形胶质细胞、血源性巨噬细胞、少突神经胶质细胞前体和脑脊膜细胞，而后两种细胞尤为重要。也有作者认为部分CSPGs由神经元合成，如Neurocan和Brevican。基金项目国家自然科学基金资助项目(30872603)作者简介徐云强(1977一)，男，主治医师，博士，研究方向：脊柱外科和脊髓损伤；E—mail：docxu@sina．corn。2CSPGs在脊髓损伤后的表达研究

5、表明，CSPGs广泛存在于中枢神经系统(CNS)的细胞外基质中，是中枢神经系统细胞外基质的主要成份。一般认为，CSPGs在发育过程中，调节细胞的增生、迁徙和分化、轴突的生长和路径的发现以及突触的形成和成熟。目前普遍认为CSPGs通过排斥或抑制信号参与解剖定位和功能塑造，是胚胎期CNS发育的重要分子机制之一f3】。大多数CSPGs在正常成年脑中也有表达，但表达水平与胚胎脑有所区别。CSPGs的这些量和质的改变可能是与CNS的功能成熟相适应的，CSPGs可能调节成年神经再生过程[41。大量的实验研究发现，C

6、SPGs在成年CNS损害后有表达增强，时间持续数日至数周不等。大脑皮质和脊髓损害时Neurocan、Brevican、Versican、Phosphacan和NG2表达上调阁。目前已经初步了解CSPGs在脊髓损伤后表达的动态变化。研究还发现，NG2、Versican、Neurocan、Brevican、Phosphacan在SCI后的表达并不一致。Leonard等[61认为，NG2是主要的CSPGs，其由少突神经胶质细胞前体表达。NG2在SCI后24h内开始上升，1周达高峰，并维持高表达到伤后7周以上。

7、而Versican、Neurocan、Brevican在伤后7d适度上升，Phosphacan则下降。Jones等f7认为Versican、Neurocan、Brevican在伤后数天内上升并在2周时达高峰，Versican、Neurocan维持升高4周，Brevican至少8周。而Phosphacan在伤后立即下降，而后逐渐恢复于8周时达高峰。胶质细胞原纤维酸性蛋白(GFAP)和原位杂交证明，星形胶质细胞于脊髓损伤后可产生Neurocan。脊髓损伤后所有的CSPGs会高表达并持续存在2个月。以上研究均

8、以鼠为实验对象。Buss等【81通过尸检证实，在创伤性脊髓损伤的人类CNS中同样有CSPGs的上升表达。万方数据第4期徐云强，等．硫酸软骨素蛋白多糖与脊髓损伤6793CSPGs在脊髓损伤中的作用脊髓损伤后不能有效再生的屏障之一是神经胶质瘢痕，鞠躬等l，认为胶质瘢痕的机械性屏障并不足以对轴突再生造成完全阻碍，更重要的是胶质瘢痕内的多种抑制轴突生长的化学物质形成的化学性屏障。其中起抑制作用的主要因素是CSPGs，它与其它细胞外基质(extrac