【摘 要】硫酸軟骨素蛋白多糖（chondroitin sulfate proteoglycans，CSPGs）是中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞外基質(zhì)的組成部分，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)發(fā)育、正常維持及病理過(guò)程中都發(fā)揮著關(guān)鍵的作用。脊髓損傷后，損傷部位CSPGs的表達(dá)明顯上調(diào)，這主要源于病變部位活化的星形膠質(zhì)細(xì)胞。CSPGs的上調(diào)會(huì)限制脊髓損傷部位的軸突再生、傳導(dǎo)和再髓鞘化，并且可以促進(jìn)脊髓損傷中的炎癥反應(yīng)，不利于脊髓損傷后神經(jīng)功能恢復(fù)。因此，抑制CSPGs可能是促進(jìn)脊髓損傷后軸突再生和功能恢復(fù)的有效治療方法。本文對(duì)CSPGs在脊髓損傷中的研究現(xiàn)狀進(jìn)行綜述。

【關(guān)鍵詞】硫酸軟骨素蛋白多糖；脊髓損傷；糖胺聚糖；神經(jīng)修復(fù)

【中圖分類號(hào)】R651.2 【文獻(xiàn)標(biāo)志碼】A 【收稿日期】2023-09-20

脊髓損傷（spinal cord injury，SCI）是由創(chuàng)傷或非創(chuàng)傷致病因素導(dǎo)致的脊髓結(jié)構(gòu)與功能的破壞，而促進(jìn)神經(jīng)組織再生和恢復(fù)神經(jīng)元連接仍是現(xiàn)代醫(yī)學(xué)面臨的最大挑戰(zhàn)之一[1]。SCI后病變部位出現(xiàn)血管破壞和缺血，引發(fā)神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞活化、神經(jīng)炎癥和氧化應(yīng)激，這些急性期變化導(dǎo)致細(xì)胞死亡、軸突損傷、基質(zhì)重塑和膠質(zhì)瘢痕的形成[2]。損傷脊髓中的多種細(xì)胞共同作用形成膠質(zhì)瘢痕，包括激活的星形膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)前體細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、成纖維細(xì)胞和周細(xì)胞，膠質(zhì)瘢痕可以限制神經(jīng)炎癥向鄰近脊髓組織擴(kuò)散；同時(shí)，神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕中的反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞和其他細(xì)胞都會(huì)上調(diào)硫酸軟骨素蛋白多糖（chondroitin sulfate proteoglycans，CSPGs）的表達(dá)[3-4]。在SCI的亞急性和慢性階段，成熟的膠質(zhì)瘢痕和上調(diào)的CSPGs成為抑制軸突再生和細(xì)胞分化的因素[5]。神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕是阻礙脊髓損傷修復(fù)的物理屏障和化學(xué)屏障，其抑制性主要?dú)w因于高濃度的抑制蛋白，包括CSPGs和髓鞘蛋白，限制軸突再生和運(yùn)動(dòng)感覺(jué)功能的恢復(fù)[6-7]。因此，SCI修復(fù)愈合的策略之一是降低CSPGs的抑制作用。目前已有眾多關(guān)于CSPGs在SCI病理生理及治療中的研究報(bào)道，本文對(duì)其最新研究進(jìn)展進(jìn)行綜述。

1 CSPGs的組成及其在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的作用

1.1 CSPGs家族

蛋白聚糖是細(xì)胞外基質(zhì)的主要組分之一，由核心蛋白和糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAG）共價(jià)結(jié)合形成。存在于人體內(nèi)的GAG包括透明質(zhì)酸、硫酸軟骨素、硫酸皮膚素、硫酸角質(zhì)、肝素和硫酸肝素，GAG鏈多是由氨基己糖和己糖醛酸構(gòu)成的雙糖單位重復(fù)連接形成，軟骨素磺基轉(zhuǎn)移酶可將硫酸鹽添加到GAG鏈的特定位置，GAG的硫酸化增加了蛋白聚糖的結(jié)構(gòu)復(fù)雜性[8]。GAG鏈通過(guò)糖苷鍵連接到核心蛋白上形成蛋白聚糖，硫酸軟骨素以O(shè)-糖苷鍵與蛋白質(zhì)鏈上絲氨酸殘基結(jié)合形成CSPGs。CSPGs家族主要包括lecticans、富含亮氨酸的小蛋白聚糖（small leucine-rich proteoglycans，SLRPs）、磷酸酶蛋白聚糖（phosphacan）和神經(jīng)膠質(zhì)抗原2（neuron-glial antigen 2，NG2）[6]。Lecticans 家族包括聚集蛋白聚糖（aggrecan）、短蛋白聚糖（brevican）、神經(jīng)蛋白聚糖（neurocan）和多能聚糖（versican），它們的結(jié)構(gòu)相似，N端為透明質(zhì)酸結(jié)合結(jié)構(gòu)域，C端為球狀結(jié)構(gòu)域，可與其他基質(zhì)蛋白結(jié)合[9-10]。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞外基質(zhì)中，aggrecan通過(guò)與連接蛋白和肌腱蛋白相互作用，將透明質(zhì)酸結(jié)合到細(xì)胞表面[11]。brevican和neurocan是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中含量最豐富的CSPGs，brevican是細(xì)胞外基質(zhì)中神經(jīng)元周圍網(wǎng)（perineuronalnets，PNN）的關(guān)鍵成分，神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞和神經(jīng)元都會(huì)分泌brevican，其在突觸的穩(wěn)定和控制突觸活動(dòng)方面發(fā)揮著重要作用[12]。neurocan在胚胎發(fā)育過(guò)程中高表達(dá)，并在神經(jīng)細(xì)胞遷移、神經(jīng)元突起生長(zhǎng)和調(diào)節(jié)突觸可塑性等過(guò)程中發(fā)揮作用[13]。versican作為結(jié)構(gòu)大分子，分布于成人體內(nèi)的上皮組織、疏松結(jié)締組織、軟骨膜、平滑肌細(xì)胞和神經(jīng)組織中，在發(fā)育過(guò)程中以及炎癥等病理?xiàng)l件下versican會(huì)瞬時(shí)高水平表達(dá)，炎癥早期階段，versican在活化的成纖維細(xì)胞、內(nèi)皮細(xì)胞和浸潤(rùn)的巨噬細(xì)胞中表達(dá)，versican可能通過(guò)與透明質(zhì)酸結(jié)合或介導(dǎo)細(xì)胞因子的信號(hào)傳導(dǎo)來(lái)調(diào)節(jié)炎癥[14]。NG2和phos?phacan不同于lecticans的結(jié)構(gòu)，phosphacan是受體型酪氨酸磷酸酶β的胞外結(jié)構(gòu)域；NG2是一種跨膜CSPGs，在人類中也稱為CSPG4，主要由少突膠質(zhì)前體細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、巨噬細(xì)胞和周細(xì)胞表達(dá)，星形膠質(zhì)細(xì)胞不表達(dá)[9]。增殖的NG2陽(yáng)性周細(xì)胞參與SCI病灶區(qū)域血管生成和纖維化瘢痕形成，NG2 膠質(zhì)細(xì)胞在SCI 后也會(huì)增殖，并在膠質(zhì)瘢痕中大量聚集[15]。SLRPs的核心蛋白由富含亮氨酸的重復(fù)序列組成，廣泛存在于細(xì)胞外基質(zhì)中，研究認(rèn)為SLRP通過(guò)改變組織力學(xué)和結(jié)構(gòu)來(lái)阻止軸突再生，并確定 SLRP富集是人類大腦和脊髓病變的一個(gè)特征[16]。

1.2 CSPGs在中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的作用

CSPGs是中樞神經(jīng)系統(tǒng)細(xì)胞外基質(zhì)的組成部分，在大腦和脊髓的發(fā)育和正常生理過(guò)程中起著重要作用。CSPGs的核心蛋白對(duì)其生物活性方面的影響較小，而附著在核心蛋白上的GAG則是其主要功能成分[17-18]。PNN是環(huán)繞在許多神經(jīng)元細(xì)胞體周圍并隨樹(shù)突延伸的網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，是一種獨(dú)特的細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)，在神經(jīng)發(fā)育、突觸發(fā)生和調(diào)控神經(jīng)系統(tǒng)可塑性方面發(fā)揮著關(guān)鍵作用，CSPGs 參與形成PNN，CSPGs 和PNN調(diào)節(jié)出生后神經(jīng)發(fā)育中關(guān)鍵期的開(kāi)啟和關(guān)閉[19]。研究發(fā)現(xiàn)，降解CSPGs破壞了PNN的結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致視覺(jué)皮層發(fā)育的關(guān)鍵期重新開(kāi)啟并激活神經(jīng)可塑性[20]。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，關(guān)鍵期的關(guān)閉與PNN的形成及CSPGs的硫酸化模式有關(guān)，表現(xiàn)為關(guān)閉時(shí)4-硫酸軟骨素與6-硫酸軟骨素的比率增加[21]。在整個(gè)大腦發(fā)育過(guò)程中，CSPGs的表達(dá)水平逐漸降低，當(dāng)中樞神經(jīng)系統(tǒng)受到嚴(yán)重?fù)p傷后其表達(dá)量開(kāi)始上調(diào)[7]。CSPGs和硫酸肝素蛋白多糖（heparan sulfate proteoglycans，HSPGs）的GAG鏈都可以與軸突生長(zhǎng)錐上的受體蛋白酪氨酸磷酸酶σ（receptor protein tyrosine phosphataseσ，RPTPσ）結(jié)合，HSPGs促進(jìn)軸突生長(zhǎng)，而CSPGs抑制軸突生長(zhǎng)[22]。CSPGs和其他蛋白多糖的適當(dāng)平衡是神經(jīng)元發(fā)育的關(guān)鍵。此外，CSPGs的表達(dá)對(duì)中樞神經(jīng)系統(tǒng)的神經(jīng)元遷移和突觸穩(wěn)定具有重要作用。在大腦發(fā)育中，neurocan、versican和phosphacan在紋狀體、邊緣區(qū)等部位大量表達(dá)，調(diào)節(jié)興奮性和抑制性神經(jīng)元的遷移，并且發(fā)現(xiàn)，編碼核心蛋白和GAG合成及修飾酶的基因與多種精神和智力障礙有關(guān)，導(dǎo)致發(fā)病的原因可能涉及神經(jīng)元遷移缺陷[23]。對(duì)基因敲除突變小鼠進(jìn)行研究，這種小鼠突變體缺乏四種細(xì)胞外基質(zhì)成分brevican、neurocan 以及糖蛋白tenascin-C 和tenascin-R，使用共培養(yǎng)系統(tǒng)培養(yǎng)原代胚胎海馬神經(jīng)元和星形膠質(zhì)細(xì)胞，在突變星形膠質(zhì)細(xì)胞存在的條件下培養(yǎng)神經(jīng)元兩周后顯示出突觸數(shù)量增加，而經(jīng)過(guò)3周或更長(zhǎng)時(shí)間后，突觸的形成和穩(wěn)定均受到影響[24]。

CSPGs參與中樞神經(jīng)系統(tǒng)的病理過(guò)程。中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷后，受損部位形成膠質(zhì)瘢痕，神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕邊界的形成可以隔離神經(jīng)損傷，并分泌大量CSPGs、膠原和致密的細(xì)胞外基質(zhì)，這有利于保護(hù)周圍的正常組織，但不利于神經(jīng)組織再生[3，25]。Snow DM等[26]首次觀察到條帶試驗(yàn)中小雞胚胎背根節(jié)神經(jīng)元優(yōu)先在層粘連蛋白條帶上生長(zhǎng)，而避開(kāi)含有CSPGs的條帶。這說(shuō)明CSPGs能有效地抑制軸突再生。此外，CSPGs通過(guò)限制少突膠質(zhì)前體細(xì)胞的成熟，并促使神經(jīng)干細(xì)胞向星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)變，從而阻止少突膠質(zhì)細(xì)胞的成熟和再髓鞘化過(guò)程[6，27]。CSPGs和PNN的異常與神經(jīng)退行性疾病的病理相關(guān)。在阿爾茨海默病的研究中發(fā)現(xiàn)，PNN包裹的神經(jīng)元避免了神經(jīng)纖維纏結(jié)，其對(duì)神經(jīng)元具有保護(hù)作用[28]。CSPGs是PNN的組成部分，對(duì)調(diào)節(jié)其神經(jīng)保護(hù)功能至關(guān)重要，阻斷抑制性CSPGs可改善阿爾茨海默病小鼠模型的物體識(shí)別能力[29]。此外，相關(guān)研究表明CSPGs與雙相情感障礙、精神分裂癥、孤獨(dú)癥、抑郁、焦慮和癲癇等疾病有關(guān)[30]。

2 CSPGs在SCI中的表達(dá)及作用

2.1 CSPGs在SCI后表達(dá)上調(diào)

SCI 后24 h 內(nèi)病灶處CSPGs 的表達(dá)開(kāi)始上調(diào)，上調(diào)的CSPGs 包括neurocan、brevican、versican 和NG2，于2 周后達(dá)到峰值并長(zhǎng)期保持上調(diào)水平，不同類型的細(xì)胞會(huì)表達(dá)不同的CSPGs[9，31]。SCI 局部和損傷區(qū)域遠(yuǎn)端的NG2 和lecticans 表達(dá)均增加，脊髓損傷區(qū)域遠(yuǎn)端的組織學(xué)變化不明顯，但細(xì)胞外蛋白聚糖發(fā)生明顯變化，甚至持續(xù)至SCI后30 d[32]。病變周圍特定CSPGs的分布各不相同，neurocan和brevican在病灶附近表達(dá)，而phosphacan 和versican 則在較遠(yuǎn)的地方表達(dá)[5，33]。抑制性CSPGs主要由損傷組織中的星形膠質(zhì)細(xì)胞大量合成，并沉積在細(xì)胞外基質(zhì)中[31]。SCI后，病變周圍的星形膠質(zhì)細(xì)胞出現(xiàn)反應(yīng)，表現(xiàn)為細(xì)胞肥大、突起延長(zhǎng)和膠質(zhì)纖維酸性蛋白表達(dá)增加，在損傷后1周表現(xiàn)出反應(yīng)性星形膠質(zhì)細(xì)胞（reactive astrocytes，RAs）的典型形態(tài)；在損傷后2周，損傷區(qū)周圍的星形膠質(zhì)細(xì)胞轉(zhuǎn)化為瘢痕形成星形膠質(zhì)細(xì)胞（scar-forming astrocytes，SAs），并參與形成膠質(zhì)瘢痕[34]。研究表明，SAs 中的CSPGs 相關(guān)基因Xylt1、Csgalanact1、Pcan和 Slit2的表達(dá)量明顯高于幼稚星形膠質(zhì)細(xì)胞和RAs，而與損傷后2周的SAs相比，損傷后12周的慢性期星形膠質(zhì)細(xì)胞中的Csgalanact1和Pcan的表達(dá)明顯降低[35-36]。因此，損傷后12周時(shí)CSPGs的表達(dá)相對(duì)較低。創(chuàng)傷性SCI后受損部位血管破壞和出血會(huì)使瘢痕形成細(xì)胞暴露于血漿中的因子，如纖維蛋白原。Schachtrup C 等[37] 研究發(fā)現(xiàn)纖維蛋白原通過(guò)TGFβ/Smad2信號(hào)通路誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞表達(dá)CSPGs。Su?sarla BT等[18]的研究發(fā)現(xiàn)TGF-β誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞中CSPGs的表達(dá)是依賴Smad 的，不同類別CSPGs 的合成機(jī)制對(duì)Smad2和Smad3的依賴性不同。而另1項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，TGFβ通過(guò)不依賴Smad的途徑誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生CSPGs，使用siRNA敲除Smad2或Smad4基因后CSPGs的表達(dá)明顯上調(diào)，CSPGs 的上調(diào)是由PI3K/Akt/mTOR 軸介導(dǎo)的[38]。還需要進(jìn)一步的研究來(lái)驗(yàn)證SCI后誘導(dǎo)星形膠質(zhì)細(xì)胞合成CSPGs的具體機(jī)制。

2.2 CSPGs抑制SCI后的功能恢復(fù)

SCI后，CSPGs可以特異性地抑制神經(jīng)元的突起生長(zhǎng)，同時(shí)抑制軸突傳導(dǎo)和再髓鞘化過(guò)程，并可以促進(jìn)SCI后的炎癥反應(yīng)，從而對(duì)神經(jīng)功能恢復(fù)產(chǎn)生不利影響。Petrosyan HA等[39]研究發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期輸注NG2單克隆抗體可以改善SCI大鼠的軸突傳導(dǎo)性和興奮性，增加脊髓血清素軸突密度，改善運(yùn)動(dòng)功能，并發(fā)現(xiàn)NG2可以通過(guò)調(diào)節(jié)Na+通道直接阻止軸突傳導(dǎo)。SCI后，成熟的少突膠質(zhì)細(xì)胞大量死亡，少突膠質(zhì)細(xì)胞的再生可以保護(hù)軸突的完整性和促進(jìn)損傷脊髓白質(zhì)修復(fù)，而 CSPGs可直接誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞祖細(xì)胞凋亡，并抑制神經(jīng)干細(xì)胞和少突膠質(zhì)前體細(xì)胞分化、成熟和髓鞘化的能力[40]。研究發(fā)現(xiàn)，從神經(jīng)干細(xì)胞衍生的少突膠質(zhì)細(xì)胞中去除GAG可加速其形態(tài)成熟[41]。

CSPGs參與調(diào)節(jié)SCI中的免疫反應(yīng)，并通過(guò)促進(jìn)SCI中的炎癥反應(yīng)來(lái)限制內(nèi)源性修復(fù)[42]。CSPGs整合來(lái)自微環(huán)境的信號(hào)并激活免疫細(xì)胞，通過(guò)結(jié)合toll樣受體、選擇素、CD44和β1整合素等免疫受體促進(jìn)炎癥反應(yīng)，還能結(jié)合免疫細(xì)胞的信號(hào)分子并激活基質(zhì)降解酶[8]。Rolls A 等[43]發(fā)現(xiàn)SCI 后CSPGs參與調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞/小膠質(zhì)細(xì)胞的活化和在病變部位的空間定位，并發(fā)現(xiàn)損傷后立即抑制CSPGs的形成會(huì)促進(jìn)炎癥反應(yīng)，損傷2 d后處理CSPGs則有利于功能恢復(fù)。在早期階段，CSPG激活小膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞，并可能通過(guò)建立膠質(zhì)瘢痕屏障來(lái)限制損傷部位的擴(kuò)大，這似乎對(duì)SCI修復(fù)是有利的，而在慢性階段或當(dāng)CSPG高表達(dá)時(shí)，則會(huì)抑制軸突再生。最近1項(xiàng)研究表明，脊髓損傷部位的CSPGs通過(guò)TLR4介導(dǎo)在免疫反應(yīng)的多個(gè)階段發(fā)揮著關(guān)鍵作用，其激活固有免疫細(xì)胞進(jìn)入促炎狀態(tài)，并促進(jìn)適應(yīng)性免疫細(xì)胞的浸潤(rùn)，還會(huì)阻止M1型免疫細(xì)胞向M2轉(zhuǎn)化，使炎癥持續(xù)存在[44]。

2.3 參與介導(dǎo)CSPGs作用的受體

研究發(fā)現(xiàn)，CSPGs的糖胺聚糖殘基可以與多種神經(jīng)發(fā)育抑制性受體相互作用，如Nogo受體家族成員NgR1和NgR3、RPTPσ 和白細(xì)胞共同抗原相關(guān)磷酸酶受體（leukocyte com?mon antigen-related phosphatase receptor，LAR），CSPGs 與這些受體作用可以抑制軸突再生[45-46]。SCI后，當(dāng)神經(jīng)元生長(zhǎng)錐與CSPGs等抑制性分子接觸時(shí)，相應(yīng)的抑制性受體會(huì)被激活，從而啟動(dòng)與細(xì)胞骨架動(dòng)力學(xué)有關(guān)的下游信號(hào)通路。目前關(guān)于RhoA/ROCK通路的研究比較深入。Rho蛋白家族是一組GTP結(jié)合蛋白，相對(duì)分子量約為20～30 kD，在調(diào)節(jié)神經(jīng)元生長(zhǎng)錐、神經(jīng)元突起和神經(jīng)元發(fā)育方面發(fā)揮重要作用[47]。SCI后RhoA的表達(dá)明顯增加，RhoA/ROCK激活時(shí)通過(guò)阻止微管招募，促進(jìn)生長(zhǎng)錐中纖維狀肌動(dòng)蛋白解體，從而阻礙軸突的伸長(zhǎng)，最終導(dǎo)致生長(zhǎng)錐塌陷[48-49]。另有研究發(fā)現(xiàn)，CSPG作用于RPTPσ和LAR不僅可以激活RhoA/ROCK信號(hào)，同時(shí)使Akt和Erk通路失活，并且2種受體在上述信號(hào)通路的下游采取不同途徑，以實(shí)現(xiàn)CSPGs對(duì)軸突生長(zhǎng)的抑制作用[50]。LAR和RPTPσ參與介導(dǎo)CSPGs對(duì)神經(jīng)干細(xì)胞、少突膠質(zhì)前體細(xì)胞和神經(jīng)元等多種細(xì)胞類型的作用，對(duì)這些受體進(jìn)行抑制處理可以限制CSPGs的影響[4]。

3 CSPGs在SCI治療中的作用

SCI后，損傷微環(huán)境中CSPGs的沉積是阻礙神經(jīng)修復(fù)的重要因素，其也成為SCI治療的重要靶點(diǎn)。通過(guò)酶解GAG鏈清除CSPGs，減少CSPGs的合成和阻斷CSPGs受體，都會(huì)在不同實(shí)驗(yàn)條件下引起軸突再生和再髓鞘化，有利于SCI后的修復(fù)。SCI是一個(gè)漸進(jìn)而復(fù)雜的病理過(guò)程，涉及多種細(xì)胞類型、細(xì)胞反應(yīng)和生物過(guò)程，目前的一些研究采用多種策略相結(jié)合以減輕CSPGs的抑制作用，從而增強(qiáng)治療效果。

3.1 酶解CSPGs

軟骨素酶ABC（chondroitinase ABC，ChABC）是一種裂解酶，ChABC 具有內(nèi)切酶和外切酶兩種亞型，內(nèi)切酶消化CSPGs 的硫酸化GAG 鏈，外切酶將釋放的多糖降解為二糖[51]。用ChABC降解GAG鏈可以促進(jìn)軸突再生，并改善各種中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷模型的行為。Barritt AW 等[52]研究發(fā)現(xiàn)，大鼠頸部脊髓損傷后用ChABC處理可誘導(dǎo)變性和去神經(jīng)支配區(qū)域的皮質(zhì)脊髓束、5-羥色胺能和初級(jí)傳入纖維出芽，因此認(rèn)為促進(jìn)脊髓軸突出芽需要降解CSPGs。Hu JL等[53]在燈魚(yú)脊髓橫切模型中研究發(fā)現(xiàn)，ChABC降解CSPGs不僅能增強(qiáng)SCI后的軸突再生，還能抑制逆行性網(wǎng)狀脊髓神經(jīng)元凋亡信號(hào)的傳導(dǎo)。然而，由于CSPGs在SCI后神經(jīng)再生中的復(fù)雜作用，全面消耗CSPGs 似乎并不是一個(gè)可行的選擇[54]。研究發(fā)現(xiàn)，CSPGs在小鼠SCI后的急性期發(fā)揮著關(guān)鍵作用，損傷后立即抑制CSPGs的合成會(huì)影響運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)，并增加組織損失，而延遲抑制CSPGs可改善功能恢復(fù)[43]。這說(shuō)明SCI后可能需謹(jǐn)慎選擇降解CSPGs的時(shí)機(jī)和程度。

由酶介導(dǎo)的CSPGs降解療法面臨的問(wèn)題是ChABC的熱不穩(wěn)定性和缺乏作用的持續(xù)性[51]。為了提高療效，設(shè)計(jì)高效、多功能的生物輔助材料和改進(jìn)ChABC的輸送可能是有效的解決辦法。1項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，發(fā)生定點(diǎn)突變和聚乙二醇鏈共價(jià)修飾的PEG-N1000G-ChABC穩(wěn)定性高、功能半衰期延長(zhǎng)，通過(guò)甲基纖維素水凝膠輸送該蛋白，可以實(shí)現(xiàn)其局部親和控制釋放，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中更高效地降解CSPG[55]。目前，病毒載體遞送ChABC可能成為有效的治療方法，通過(guò)使用慢病毒和腺相關(guān)病毒載體對(duì)酶的表達(dá)和活性進(jìn)行時(shí)間調(diào)控，由于轉(zhuǎn)導(dǎo)細(xì)胞會(huì)不斷合成軟骨素酶，一次性注射就能實(shí)現(xiàn)ChABC的持續(xù)釋放[56]。此前大量研究都證明了ChABC用于治療SCI的有效性，目前的研究致力于如何將ChABC更高效準(zhǔn)確地用于SCI的治療。

3.2 減少CSPGs合成

CSPGs由核心蛋白和附著硫酸鹽的GAG側(cè)鏈組成，在SCI急性期抑制GAG的生物合成有望成為促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)的有效方法。硫酸軟骨素是由15種以上的酶合成的，抑制這些酶的合成將減少CSPGs的表達(dá)；CSGalNAcT1（T1）是其中一種酶，T1基因敲除小鼠在SCI后表現(xiàn)出廣泛的軸突再生[57]。軟骨素磺基轉(zhuǎn)移酶15（chondroitin sulfotransferase 15，Chst15）參與硫酸軟骨素的合成，在大鼠橫斷脊髓組織中施用Chst15 抑制劑可有效促進(jìn)運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)和神經(jīng)組織再生[58]。另1項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，用2-花生四烯酸甘油（2-arachidon?oylglycerol，2-AG）或其水解酶抑制劑處理可以下調(diào)活化星形膠質(zhì)細(xì)胞CSPGs的表達(dá)，并且2-AG可直接促進(jìn)CSPGs抑制條件下的少突膠質(zhì)細(xì)胞的分化[31]。物理治療也被用于減少CSPGs合成的研究中。Zhang ZH等[59]研究發(fā)現(xiàn)以50毫瓦/平方厘米的功率密度照射小鼠的脊髓損傷部位，可以下調(diào)SCI中CSPGs的表達(dá)，小鼠的運(yùn)動(dòng)功能得到有效恢復(fù)，而versican 是光生物調(diào)制的關(guān)鍵靶分子之一，MAPK/Sox9 和Smad3/Sox9通路可能在該過(guò)程中發(fā)揮作用。對(duì)大鼠SCI模型進(jìn)行水跑步機(jī)訓(xùn)練，能有效降低SCI后星形膠質(zhì)細(xì)胞的活化和損傷周圍CSPGs的表達(dá)水平，并抑制脊髓損傷后神經(jīng)元NgR/RhoA/ROCK信號(hào)通路的激活[47]。

3.3 抑制CSPGs相關(guān)受體

通過(guò)抑制CSPGs的相關(guān)受體可以形成有利于軸突再生和神經(jīng)功能恢復(fù)的微環(huán)境。目前已開(kāi)發(fā)出LAR和RPTPσ的抑制劑ILP和ISP，阻斷LAR和RPTPσ可使SCI后M2型小膠質(zhì)細(xì)胞/巨噬細(xì)胞和調(diào)節(jié)性T細(xì)胞數(shù)量增加，可促進(jìn)少突膠質(zhì)前體細(xì)胞形成，并減輕Caspase 3介導(dǎo)的成熟少突膠質(zhì)細(xì)胞死亡，形成有利于損傷修復(fù)的微環(huán)境[40，42]。近期研究還發(fā)現(xiàn)，抑制CSPG/LAR/PTPσ軸可促進(jìn)SCI后移植神經(jīng)干細(xì)胞的分化成熟，進(jìn)而有利于損傷后修復(fù)[60]。CSPGs 通過(guò)LAR 和RPTPσ受體激活細(xì)胞內(nèi)RhoA/ROCK通路，阻礙軸突生長(zhǎng)和再生。Dubreuil CI等[61]研究發(fā)現(xiàn)，阻斷SCI后Rho的過(guò)度激活可以保護(hù)神經(jīng)細(xì)胞免于p75NTR依賴性凋亡。體外實(shí)驗(yàn)表明，RPTPσ缺失的小鼠小腦顆粒神經(jīng)元對(duì)CSPGs抑制作用的敏感性降低，這可能有助于皮質(zhì)脊髓束軸突穿過(guò)富含CSPGs的神經(jīng)膠質(zhì)瘢痕[62]。在刪除編碼RPTPσ和LAR基因的小腦顆粒神經(jīng)元原代培養(yǎng)物中，會(huì)出現(xiàn)軸突生長(zhǎng)的疊加增強(qiáng)效應(yīng)[50]。總之，RPTPσ 和LAR 是介導(dǎo)CSPGs對(duì)軸突抑制作用的重要靶點(diǎn)，拮抗相應(yīng)受體將成為SCI后促進(jìn)修復(fù)的有效方法。

3.4 針對(duì)CSPGs的其他SCI治療方法

當(dāng)前，大量研究使用新型的基于生物材料的遞送系統(tǒng)或者生物載體，將抑制CSPGs的相關(guān)因子傳遞至脊髓損傷部位，從而促進(jìn)損傷后功能恢復(fù)。Sun XM等[54]使用功能性自組裝肽（functional self-assembling peptide，F(xiàn)-SAP）水凝膠來(lái)連接大鼠SCI后橫斷的病灶，F(xiàn)-SAP水凝膠由納米纖維網(wǎng)絡(luò)組成，負(fù)載有ISP和ILP，兩者分別是RPTPσ和LAR的拮抗劑，以此阻斷CSPGs的信號(hào)傳導(dǎo)；與負(fù)載ChABC的F-SAP水凝膠相比，負(fù)載ISP和ILP的F-SAP水凝膠促進(jìn)抗炎反應(yīng)，形成有利于軸突再生和突觸形成的微環(huán)境。Epac2的激活能促進(jìn)SCI 后的軸突生長(zhǎng)，并能抑制活化星形膠質(zhì)細(xì)胞和CSPGs，使用基于生物材料的水凝膠系統(tǒng)局部遞送Epac2激動(dòng)劑，能增強(qiáng)SCI模型中軸突再生，并減少神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的激活[63]。NG2被認(rèn)為是脊髓損傷后限制軸突生長(zhǎng)的關(guān)鍵抑制因子之一。最近1項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，腺相關(guān)病毒載體介導(dǎo)的NG2功能中和抗體和神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)素-3可改善成年大鼠脊髓挫傷后的突觸傳遞、運(yùn)動(dòng)以及尿路功能[64]。通過(guò)調(diào)節(jié)CSPGs為神經(jīng)再生構(gòu)建1個(gè)有利的細(xì)胞外基質(zhì)環(huán)境，是促進(jìn)SCI后內(nèi)源性修復(fù)的策略之一。

4 總結(jié)與展望

CSPGs在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的發(fā)育和穩(wěn)態(tài)維持中發(fā)揮著重要作用，參與細(xì)胞黏附、神經(jīng)細(xì)胞遷移、軸突引導(dǎo)以及維持突觸穩(wěn)定等過(guò)程。SCI后，損傷部位的多種細(xì)胞上調(diào)CSPGs的表達(dá)，包括星形膠質(zhì)細(xì)胞、神經(jīng)元、少突膠質(zhì)細(xì)胞和巨噬細(xì)胞。CSPGs在SCI后內(nèi)源性修復(fù)中起抑制作用，主要包括抑制軸突出芽和軸突傳導(dǎo)，阻止少突膠質(zhì)細(xì)胞的再髓鞘化和促進(jìn)SCI后的炎癥反應(yīng)。然而，關(guān)于CSPGs使損傷脊髓再生能力降低的機(jī)制仍未完全闡明，例如CSPGs促進(jìn)神經(jīng)炎癥的具體機(jī)制。因此，更深入地研究CSPGs在人體生理和疾病中的作用，有助于人們真正認(rèn)識(shí)CSPGs在SCI后的內(nèi)源性修復(fù)中所扮演的角色。

減輕CSPGs在神經(jīng)修復(fù)中的抑制作用，是目前關(guān)于SCI治療的研究方向之一。主要的治療策略包括使用ChABC降解GAG鏈，減少SCI后CSPGs的合成和阻斷與CSPGs抑制作用相關(guān)的受體，相關(guān)研究結(jié)果都顯示出這些策略的有效性，但也存在療效有限、操作復(fù)雜等問(wèn)題。目前，一些研究使用新型的基于生物材料的遞送系統(tǒng)和生物載體將抑制CSPGs的藥物輸送至SCI部位，有望提高療效，促進(jìn)SCI患者神經(jīng)功能恢復(fù)。

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（責(zé)任編輯：曾 玲）