GDNF挽救：GDNF传递对运动神经元和神经的影响及周围神经损伤后肌肉的重新神经支配

doi:10.4103/1673-5374.322446

摘要/Abstract

摘要： Neural Regen Res：神经营养因子GDNF挽救：周围神经损伤潜在治疗方法
周围神经损伤通常是由外伤引起的，比如交通事故。周围神经被切断，导致运动神经元死亡和潜在的肌肉萎缩。目前治疗周围神经病变，特别是神经间隙较大（≥3cm）的病变的金标准是在发生神经根撕脱伤的情况下使用自体神经移植或再植入。如果不及早治疗，运动神经元变性和轴突再生丧失可能发生，导致功能丧失。虽然有外科手术，病人往往不能完全康复，生活质量恶化。周围神经再生有限，通常由雪旺细胞和神经营养因子介导，如胶质细胞源性神经营养因子，如沃勒氏变性。胶质细胞源性神经营养因子是一种促进运动神经元存活和突起生长的神经营养因子。胶质细胞源性神经营养因子在不同形式的神经损伤中表达上调，如轴突切断、坐骨神经挤压和压迫等，因此探索这种蛋白作为周围神经损伤的潜在治疗方法引起了极大的兴趣。外源性胶质细胞源性神经营养因子应用于周围神经损伤的实验模型，在再生和功能恢复方面显示出积极的作用。前期研究认为GDNF是一种分布于周围神经系统中的蛋白质，其合成和分泌发生在各种细胞中，包括星形胶质细胞、少突胶质细胞和雪旺细胞等胶质细胞；运动神经元、肠神经、交感神经和多巴胺能神经元等神经元；以及骨骼肌等靶组织。研究GDNF的另一个兴趣是促进运动神经元的存活、损伤后髓鞘的增强、促进神经突起的生长以及作为突触素促进神经肌肉连接处的终末分支和重塑。不受控制的GDNF分布可能导致不规则的出芽、轴突和神经卡压。最近，研究人员在开发具有生物相容性且具有足够机械强度的导管方面取得了进展，以帮助受损神经元和雪旺细胞免于潜在凋亡。
来自美国西密歇根大学的John M. Spitsbergen团队认为周围神经损伤后功能的错误恢复归因于运动神经元再生轴突的能力持续退化和降低，导致慢性失神经肌肉。即使存在周围神经损伤的外科修复，患者的功能恢复仍然效率低下，并可能导致长期或终身功能障碍。GDNF是一种神经营养因子，由于其轴突生长能力、在神经元分化中的作用以及作为运动神经元有效生存因子的作用而引起人们的兴趣。尽管GDNF对运动神经元的促存活作用显示出良好的应用前景，但要传递这种蛋白还是很有挑战性的。因此，需要进一步研究以了解治疗周围神经损伤所需的最佳蛋白质量和时间，并更好地开发将外源性GDNF保持在正确位置的方法。电肌肉刺激和运动可作为术后辅助治疗。电肌肉刺激增加了营养因子的水平，为轴突再生提供了积极影响。运动以活动依赖的方式触发骨骼肌GDNF的释放，并逆行运至运动神经元的胞体，从而触发促存活基因。找出GDNF治疗的合适剂量、时间和给药方式，并在康复过程中与适当的运动疗法或电肌肉刺激相结合，可以改善和提高伤后患者的生活质量。
文章在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2022年 4月 4 期发表。

https://orcid.org/0000-0003-3295-3896 (John M. Spitsbergen); https://orcid.org/0000-0001-7363-6497 (Alberto F. Cintrón-Colón)

Abstract: Peripheral nerve injuries commonly occur due to trauma, like a traffic accident. Peripheral nerves get severed, causing motor neuron death and potential muscle atrophy. The current golden standard to treat peripheral nerve lesions, especially lesions with large (≥ 3 cm) nerve gaps, is the use of a nerve autograft or reimplantation in cases where nerve root avulsions occur. If not tended early, degeneration of motor neurons and loss of axon regeneration can occur, leading to loss of function. Although surgical procedures exist, patients often do not fully recover, and quality of life deteriorates. Peripheral nerves have limited regeneration, and it is usually mediated by Schwann cells and neurotrophic factors, like glial cell line-derived neurotrophic factor, as seen in Wallerian degeneration. Glial cell line-derived neurotrophic factor is a neurotrophic factor known to promote motor neuron survival and neurite outgrowth. Glial cell line-derived neurotrophic factor is upregulated in different forms of nerve injuries like axotomy, sciatic nerve crush, and compression, thus creating great interest to explore this protein as a potential treatment for peripheral nerve injuries. Exogenous glial cell line-derived neurotrophic factor has shown positive effects in regeneration and functional recovery when applied in experimental models of peripheral nerve injuries. In this review, we discuss the mechanism of repair provided by Schwann cells and upregulation of glial cell line-derived neurotrophic factor, the latest findings on the effects of glial cell line-derived neurotrophic factor in different types of peripheral nerve injuries, delivery systems, and complementary treatments (electrical muscle stimulation and exercise). Understanding and overcoming the challenges of proper timing and glial cell line-derived neurotrophic factor delivery is paramount to creating novel treatments to tend to peripheral nerve injuries to improve patients’ quality of life.

Key words: electrical muscle stimulation, exercise, glial cell line-derived neurotrophic factor, glial cell line-derived neurotrophic factor delivery, motor neuron, nerve gap, neurotrophic factor, peripheral nerve injury, Schwann cells, skeletal muscle atrophy

. GDNF挽救：GDNF传递对运动神经元和神经的影响及周围神经损伤后肌肉的重新神经支配[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2022, 17(4): 748-753.

Alberto F. Cintrón-Colón, Gabriel Almeida-Alves, Juliana M. VanGyseghem, John M. Spitsbergen. GDNF to the rescue: GDNF delivery effects on motor neurons and nerves, and muscle re-innervation after peripheral nerve injuries[J]. Neural Regeneration Research, 2022, 17(4): 748-753.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

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