BDNF and NT-4/5 prevent atrophy of rat rubrospinal neurons after cervical axotomy, stimulate GAP-43 and Talpha1-tubulin mRNA expression, and promote axonal regeneration

doi:10.1523/JNEUROSCI.17-24-09583.1997

.1997年12月15日；17(24):9583-95.

doi:10.1523/JNEUROSCI.17-24-09583.1997。

BDNF和NT-4/5防止大鼠颈轴切断后红核脊髓神经元萎缩，刺激GAP-43和Talpha1-tubulin mRNA表达，促进轴突再生

N R小林¹, D P风扇, K M吉尔, A M床上用品, S J威根, W特兹拉夫

附属公司

PMID： 9391013
预防性维修识别码： PMC6573396型
内政部： 10.1523/JNEUROSCI.17-24-09583.1997

BDNF和NT-4/5防止大鼠颈轴切断后红核脊髓神经元萎缩，刺激GAP-43和Talpha1-tubulin mRNA表达，促进轴突再生

N R小林等。神经科学. 1997.

.1997年12月15日；17(24):9583-95.

doi:10.1523/JNEUROSCI.17-24-09583.1997。

作者

N R小林¹, D P风扇, K M吉尔, A M床上用品, S J威根, W特兹拉夫

附属

¹加拿大安大略省渥太华大学生理学系KIH 8M5。

PMID： 9391013
预防性维修识别码： PMC6573396型
内政部： 10.1523/JNEUROSCI.17-24-09583.1997

摘要

颈轴切断术后第二周，红核脊髓神经元（RSN）出现明显萎缩。这种迟发性萎缩伴随着再生相关基因的表达下降，如GAP-43和Talpha1-tubulin，这些基因最初在损伤后升高。这些反应可能反映了轴切RSN的营养支持不足。为了验证这一假设，我们首先分析了编码神经营养素受体trk家族的mRNA的表达。原位杂交显示，几乎所有RSN中都有全长trkB受体的表达，在轴切术后7天下降。全长trkC mRNA在低水平表达。使用RT-PCR，我们发现编码trkC亚型并插入激酶域的mRNA的水平与未修饰受体相当。在RSN中未检测到TrkA mRNA表达，p75的表达仅限于轴切细胞的一小部分。根据trk受体的表达模式，在轴切术后第7天到第14天，将重组人BDNF或NT-4/5输注到轴切RSN附近，可完全防止其萎缩。在BDNF治疗终止2周后，这种效果仍然明显。此外，BDNF或NT-4/5处理刺激GAP-43和Talpha1-tubulin mRNA的表达，并维持trkB的表达水平。载体、NGF或NT-3处理对细胞大小或GAP-43和Talpha1-tubulin表达没有显著影响。在另一项实验中，BDNF的输注也能增加再生为周围神经移植物的轴切RSN的数量。因此，在BDNF治疗的动物中，神经萎缩的预防以及GAP-43和Talpha1-tubulin表达的刺激与轴切RSN再生能力的增加相关。

PubMed免责声明

数字

**图1。**
RSN中trkA、trkB和trkC受体的表达。trkA ISH信号在轴切和对侧RSN中均未检测到(*a、 b*). 全长trkB的表达式(*c、 d日*)以及RSN中的全长非插入trkC(*e、（f）*)轴切开后7天(*c、 e（电子）*)和对侧RSN(*d、如果*). 700倍放大。比例尺，20μm。使用从轴切（“一“）和对侧（”*c（c）*“）红核(克). 注意ISH观察到轴切开7天后trkB mRNA的减少(*c、 d日*)和RT-PCR(克). 轴切（“一“）和对侧（”*c（c）*“）红核(小时). 注意非插入型trkC亚型（299 bp）的主要表达以及含有14个氨基酸（341 bp）的亚型，以及含有25个（374 bp）和35个（416 bp）氨基酸插入的亚型的弱表达。

**图2。**
显示中脑红核和颈脊髓水平的示意图。冠状中脑切片显示了与含有单独载体或神经营养素的渗透微型泵相连的应用套管的大致插入位置。这个*阴影区*脊髓显示了颈部水平的横断范围(*C3类*)包括红核脊髓束。

**图3。**
NGF的免疫组织化学(一)，BDNF(b条)，NT-3(*c（c）*)和NT-4/5(d日)注入红核的侧面。NGF免疫染色(一)显示rhNGF在冠状面几乎覆盖了半个中脑，具有良好的组织渗透性。相反，rhBDNF(b条)扩散限制在距套管约1mm的应用针中心周围。rhNT-3渗透(*c（c）*)和rhNT-4/5(d日)与rhNGF的免疫染色结果相当。放大10倍。比例尺，1.5 mm。

**图4。**
轴切开14天后载体或神经营养素处理的RSN的甲酚紫染色(*a、 c、e*)和他们对侧的对手(*b、 d、f*). 注意经车用治疗的RSN严重萎缩(一与b条). 经BDNF治疗的轴切RSN可完全防止萎缩(*c（c）*)或NT-4/5(电子)，显示与对侧RSN相当的细胞轮廓尺寸(*d、（f）*). 注意，经轴切和神经营养素处理的RSN是溶色的。400倍放大。比例尺，50μm。

**图6。**
显示GAP-43的细胞百分比直方图(一)或Tα1-微管蛋白(*c（c）*)以其对侧表达水平的倍数表达，从注入载体、BDNF或NT-4/5（标记为箭头在里面b条和d日). 的标签x个-轴（对侧的倍数）表示箱类别的上限值。请注意，与使用载体治疗的RSN相比，使用BDNF或NT-4/5治疗的RSNs数量中这两个基因明显向右移动（表达增加）。中的每个符号b条和d日表示ISH信号/细胞归一化为对侧RSN信号/细胞的平均值（±SEM），即表示为来自单个动物的对侧RSNs的倍数。虚线表示对侧的表达水平（=1）。注意GAP-43的表达增加(b条)以及Tα1-微管蛋白(d日)用BDNF或NT-4/5治疗的动物组与溶媒或无泵对照组进行比较。

**图5。**
用载体、BDNF或NT-4/5处理的轴切RSN中的GAP-43和Tα1-微管蛋白ISH。FG标记的轴切RSN在荧光照明下可见，与代表暗场照明中ISH信号的放射自显影银颗粒叠加。请注意，只有经过轴切的RSN亚群在接受车辆治疗后显示GAP-43 ISH信号(一); 相反，大多数轴切RSN用BDNF治疗(b条)或NT-4/5(*c（c）*)表达高水平的GAP-43 mRNA。此外，在BDNF处理的轴切RSN中也观察到Tα1-微管蛋白表达增加(电子)或NT-4/5(*（f）*)与仅使用车辆处理的RSN相比(d日). 360倍放大。比例尺，40μm。

**图7。**
未经治疗的动物外周神经移植后再生成FG标记RSN的显微照片(一;*c（c）*，由标记箭头)和BDNF处理的动物(b条;*c（c）*，由标记箭头).c（c）显示未经治疗的个体动物的FG标记的RSN数量，即再生RSN数量(*打开的符号*)和BDNF处理(*填充符号*). 注意，与未经治疗的动物相比，经BDNF治疗的动物中FG阳性神经元的数量增加了几倍(第页<0.01；t吨测试）。160倍放大。比例尺，100μm。

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