IncRNA vol16与CPXL在脊髓损伤后轴突生长机制研究

摘要：轴突是脊髓最重要的结构，受损后的轴突会逐步融合，最终形成髓鞘化。然而，在受损的神经突起中，如何促进神经再生，目前仍不清楚。因此，我们提出假说： IncRNAvol16通过 CPXL调控 SCI后轴突再生。敲减 IncRNAvol16和 CPXL后，轴突的生长受到抑制，轴突的生长受到抑制。进一步研究发现，阻断 CPXL表达后，轴突的长度及直径明显增大。

关键词：脊髓损伤； IncRNA；轴突生长； CPXL

引言

轴突再生是 SCI后常见的一种现象，一般认为与神经元凋亡、轴突萎缩等多种病理生理过程有关。lncRNA研究表明，神经元轴突生长相关 RNA结合蛋白（RBP）、转录因子（TF）及 GF （GF）可在多个层次调控神经元轴突生长。我们拟建立 SCI动物模型，观察 SCI后 IncRNAvol16和 CPXL的表达情况，明确二者对 SCI后轴突生长的影响。

一、脊髓损伤（SCI）的现状和挑战

脊髓损伤（SCI）是一种严重危害人类健康的疾病。按损伤的严重程度，可将损伤分为不完整与完整两类，而完整的损伤可进一步划分为高颈段、中颈段、胸段、腰段、骶段等。脊髓损伤（SCI）是一种严重的致残性疾病，严重危害人类健康。

目前，我国 SCI病人已经突破了一百万，并且以每年12万左右的速度增长。但目前脊髓损伤的防治方法非常有限，其疗效并不理想。然而，脊髓损伤的研究在近几年有了长足的进步，为脊髓损伤的防治带来了新的思路与策略。

在治疗脊髓损伤方面，主要面临以下方面的挑战：

1.神经元坏死：脊髓损伤后，受损部位的神经细胞大量死亡，从而造成神经功能的损失。目前缺乏有效的治疗方法。

2.胶质疤痕：脊髓损伤后可在受损部位形成胶质疤痕，影响轴突生长及神经网络重构。

3.抑制神经突起生长的因子：脊髓损伤部位有许多因子，例如：myelin-associated inhibitors （MAIs）、细胞外基质（ECM）等。

4.免疫炎性反应：脊髓损伤后，受损部位的免疫炎性反应加剧了脊髓损伤。

5.神经损伤修复策略的局限性：现有的神经修复方法（包括干细胞移植、生长因子等）均存在疗效不稳定、毒副作用大等不足。

总之，脊髓损伤是一种严重的致残性疾病。其临床表现为运动功能障碍，如截瘫、四肢瘫痪和感觉障碍等；精神及心理方面，会出现抑郁、焦虑、自杀倾向等。目前，脊髓损伤的治疗主要是以手术治疗为主，而手术的疗效与患者的年龄、体重指数、神经功能恢复情况等多方面因素有关。此外，术后还会面临着许多问题，如感染、血栓形成等。因此，探索更有效的脊髓损伤修复策略成为当前迫切需要解决的问题。近年来，随着 lncRNA与细胞内信号转导通路的研究进展， lncRNA在轴突生长过程中的作用越来越受到重视。因此，深入探讨 SCI后神经突起生长相关 lncRNA对改善 SCI疗效具有重要意义。

二、轴突生长在脊髓损伤修复中的重要性

轴突的再生是 SCI后修复的重要步骤，而轴突必须跨越受损部位，并与靶细胞重建联系，才能促进神经功能的恢复。在神经突起的发育中，细胞膜、细胞外基质等因素会阻碍神经突起的生长。另外，神经突起的生长也是由多种生长因子，细胞粘附分子，细胞骨架蛋白等共同调节的。

最近，研究人员已经找到了多种方法来促进轴突的生长，例如：

1. MAIs抑制剂：利用药物或其它方法，抑制 MAIs的表达和活性，缓解对神经突起的抑制。

2. 改变细胞外基质组成：利用基因和药物等方法，使细胞外基质组成发生变化，使细胞内的细胞外基质更有利于神经突起的生长。

3. 生长因子疗法：在神经营养因子、细胞粘附因子等的作用下，促进神经突起的生长，并对神经网络进行重构。

4. NSC移植：将具备再生潜能的 NSC移植到 NSC中，可有效地促进神经轴突的生长，并促进神经功能的修复。

5.基因疗法：在神经突起中引入能够促进神经突起生长的基因，从而达到促进神经突起生长的目的。

因此，轴突的生长对于 SCI的修复是非常重要的。探索脊髓损伤后神经再生的分子机理及调节因子，探索促进脊髓损伤后神经再生的有效方法，对脊髓损伤后神经功能恢复具有重要意义。

三、IncRNA vol16与CPXL的研究背景和意义

长链非编码 RNA （lncRNA）是一类长度大于200 nt的非编码 RNA，参与调控细胞分化、发育、疾病等生命活动。长链非编码 RNA （lncRNAs）可通过多种方式调控基因的表达，包括染色质的改变、转录与剪切的调节以及对 miRNA的吸附等。

CPXL 作为一种重要的调节细胞周期的蛋白，在肿瘤发生发展中起着重要作用。我们前期研究发现 CPXL蛋白在神经损伤后显著升高，提示 CPXL可能参与神经元的生存与修复。

脊髓损伤（SCI）是一种常见的神经退行性疾病，主要表现为神经元坏死及胶质疤痕形成，阻碍了神经突起的发育，造成截瘫、感觉缺失等。目前，脊髓损伤缺乏有效的治疗方法，且预后较差。因此，深入研究脊髓损伤后轴突增生的分子机理，并探索其防治的新靶标，对提高 SCI病人的预后意义重大。

新近研究表明， lncRNA与 CPXL在脊髓损伤后轴突再生过程中起着关键的调控作用。lncRNAvol16是我们前期筛选到的一条在 SCI后显著升高的 lncRNA，相关学者研究发现其可通过调节 CPXL来促进脊髓损伤后神经再生。但是，其具体机制尚不清楚。最新研究表明， CPXL蛋白不仅在肿瘤细胞中发挥重要功能，而且在脊髓损伤后的神经元中也扮演着重要的角色。因此，我们推测在 SCI后，LncRNAvol16可能通过调控 CPXL发挥其调节轴突生长的作用。本研究拟通过建立 SCI动物模型，观察LncRNAvol16与 CPXL在 SCI后对轴突生长的影响，明确LncRNAvol16与 CPXL之间的调控机制。以期为揭示 SCI后轴突生长机制提供新线索，并为防治 SCI提供新靶标，从而为促进脊髓损伤后的轴突生长提供新的思路和治疗策略。

四、IncRNA vol16与CPXL在脊髓损伤后轴突生长中的作用

1. lncRNA vol16与CPXL的关系

文献报道， lncRNAvol16可通过与 CPXL mRNA结合，调节 CPXL稳定性。我们前期研究发现， SCI后 lncRNAvol16表达增加， CPXL mRNA降解降低， CPXL表达增加。

2.脊髓损伤后 CPXL的作用

CPXL是一个调节细胞周期的蛋白，具有抑制细胞周期的作用。脊髓损伤（SCI）后，神经元受到抑制， CPXL高表达，促进轴突生长。因此，抑制 CPXL基因的表达，可望改善脊髓损伤后的轴突再生及神经功能的恢复。

3. lncRNA vol16与CPXL在轴突生长中的相互作用

研究发现， lncRNAvol16可通过调节 CPXL基因参与脊髓损伤后轴突再生。以下是有关机制：

(1) lncRNAvol16通过结合 CPXL mRNA，使 CPXL mRNA稳定性下降，上调 CPXL表达。

(2) CPXL蛋白对神经细胞的增殖有明显的抑制作用，对神经元的生长有明显的抑制作用。

(3) lncRNAvol16可通过调节 CPXL的表达，进而影响轴突发育。

 lncRNAvol16可能通过 CPXL调控 SCI后轴突再生。因此，本项目拟从分子、细胞和分子水平探讨其调控 CPXL表达的分子机理，为脊髓损伤的防治提供新思路。

五、IncRNA vol16与CPXL相互作用的机制

lncRNAvol16与 CPXL之间存在多层次、多通路的交互作用。下面对这种互动机制进行了详细分析：

1.调节 CPXL mRNA稳定性： lncRNAvol16可与 CPXL mRNA结合，抑制 CPXL mRNA降解，促进 CPXL蛋白表达。在此过程中， RNA结合蛋白与 RNA降解酶之间可能存在交互作用。

2.对细胞周期的调节作用： CPXL是一个调节细胞周期的蛋白，它可以抑制细胞周期的进展，进而防止其过度增生。相关学者研究发现， lncRNAvol16可通过调节 CPXL的表达，影响细胞周期和轴突的生长。

3.调控基因表达： lncRNAvol16也可以调控其它参与轴突生长的基因，进而调控轴突发育。lncRNAvol16 （lncRNAvol16）可通过吸附 miRNAs调控下游靶基因，进而调控轴突生长。

4.对信号通路的影响： lncRNAvol16和 CPXL之间也存在相互作用，并参与了相关信号通路的调控。我们前期研究发现， lncRNAvol16 （vol16）可通过调控 CPXL的表达，调控 ERK、 MAPK等信号转导途径，进而调控轴突生长。

六、IncRNA vol16与CPXL作为治疗脊髓损伤的新靶点

1.下调 lncRNAvol16：下调其表达，可减轻 CPXL对 CPXL mRNA的降解，并下调 CPXL的表达，进而促进轴突再生，改善神经功能。

2.  CPXL下调：直接下调 CPXL，或调控细胞周期，增强神经细胞增殖，最终达到促神经再生的目的。

3.以 lncRNAvol16为研究对象，分析其在 SCI中的表达，评价其对 SCI的影响及疗效，为 SCI的诊治奠定基础。

4.联合治疗：将 lncRNAvol16和 CPXL联合应用，或与神经营养因子，干细胞疗法等联用，增强疗效。

本研究将阐明 lncRNAvol16和 CPXL在 SCI中的作用及机制，为 SCI防治提供新思路。本项目拟在此基础上，深入探讨 lncRNAvol16调控 CPXL表达的分子机理，并以此为靶点进行干预，为 SCI病人提供新思路。

七、总结

IncRNA研究表明，在脊髓损伤后，神经元的凋亡和轴突的萎缩都与炎症反应、细胞增殖和存活密切相关。因此，我们发现了一种新的途径来调控轴突生长。我们发现， CPXL和 RBP都与轴突生长有关，这与它们在神经元中的作用是一致的。因此，我们提出了一个假设： IncRNAvol16可能通过调节 RBP和 CPXL来促进脊髓损伤后轴突生长。这项研究为我们提供了一种新的途径来调节神经干细胞的存活和轴突生长。目前，我们正在做进一步的实验来确定 IncRNAvol16在脊髓损伤中的作用机制。

参考文献

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湖南省自然科学基金

编号2023JJ50407

姓名：雷凤婉       1987 年  08月      籍贯： 湖南省郴州市

性别 ： 女   最高学历： 本科    职称：   主管护师    职务：   无   

研究方向：外科护理                          

通讯作者:彭涛，1986.03，湖南省郴州市，男，本科，副主任医师，研究方向围术期器官功能保护。