付强徐如祥

·专题笔谈·

Trim32与脊髓损伤

付强1徐如祥2

Trim32是一种转录因子，在神经系统起着促进神经分化和抑制神经增殖和凋亡的作用，尤其是可以调控神经干细胞的增殖与分化，在神经系统中起着重要作用，所以我们预想Trim32会在脊髓损伤的恢复中起到重要作用。本文就脊髓损伤的概述以及Trim32在其恢复中的作用予以综述。

脊髓损伤； 小鼠； Trim32

Trim32是一种转录因子，在神经系统起着促进神经分化和抑制神经增殖和凋亡的作用，尤其是可以调控神经干细胞的增殖与分化，在神经系统中起着重要作用，所以我们预想Trim32会在脊髓损伤的恢复中起到重要作用。本文就脊髓损伤的概述以及Trim32在其恢复中的作用予以综述。

一、脊髓损伤的概况

脊髓损伤(spinal cord injury，SCI)是由极强的外力作用于脊柱导致的脊髓的急性损伤，这种损伤会引起脊髓灰质、白质和相应的脊髓神经的毁坏[1]，损伤节段以下会出现感觉丧失、运动障碍、自主活动不能、反射活动消失等一系列症状，继而导致骨骼肌肉系统、呼吸系统、消化系统、泌尿系统病变、褥疮、深静脉血栓等一系列的器官机能障碍[2-5]，是一种有极高致残率的疾病。据不完全统计，每年该疾病全球的新增病例数至少达到13万人，况且患病人群的平均年龄大约为30岁，也就是说患者在个人的黄金年龄因为运动伤、暴力伤、交通意外失去了行动的自由、自理生活的能力、甚至失去生命[6]。

不同的原因导致的脊髓损伤会有不同的结果，而损伤的原因和年龄段常与生活的环境有关系，在我国发病人群中男性高空建筑工人、男性长途车司机、跳水和赛车运动员最为常见。致伤原因最常见为坠落伤，其次为交通事故；而在发达国家常见原因是运动伤，大约会占到总致伤人数20%左右；而在一些政治局势不稳定的国家，枪弹伤常常会成为脊髓损伤的主要缘由[7-10]。

二、脊髓损伤引起的病理生理机制

脊髓损伤后会引起一系列病理生理变化，急性的机械性的损伤会立即出现脊髓组织和周围组织的坏死，甚至是血管的断裂进一步加重脊髓组织的缺血坏死和局部水肿的发生，而周围的神经细胞也会出现一系列电解质的紊乱导致神经电活动的异常，进一步加重损伤；与此同时，正常组织的神经因子的异常分泌也会使组织的自我调节能力降低，短期内不能有效地恢复。而脊髓损伤的继发性伤害才是更加需要重视和控制的方面，损伤后会有更多细胞程序性死亡，出现脱髓鞘变、囊性变，刺激性神经胶质细胞大量活化和增殖，正常情况下星形胶质细胞通过谷氨酸盐转运体(glutamate transporter-1，GLT1)摄取谷氨酸盐，通过谷氨酸盐的兴奋性可以起到保护神经元 、分泌营养因子的作用，脊髓损伤后新生的星形胶质细胞内并没有GLT1，而存活的星形胶质细胞的GLT1逐渐减少，细胞外基质的谷氨酸盐大量积聚，且持续时间较长，通过刺激α-氨基-3-羟基-5-甲基-4-异恶唑丙酸受体(α-amino-3-hydroxy-5-methyl-4-isoxazole-propionic acid receptor, AMPA)和N-甲基-D-天冬氨酸受体(N-methyl-D-aspartic acidreceptor，NMDA)的过表达对神经元和少突胶质细胞造成兴奋性毒性损伤，而轴突周围的谷氨酸盐的大量堆积被认为是脊髓损伤后细胞死亡的主要因素；其他方面，星形胶质细胞减少了对神经元生长至关重要的神经营养因子的分泌，还导致抗氧化作用的减弱，离子通道的受损，释放有害的炎症因子，大量增殖还会在损伤灶附近形成胶质瘢痕阻碍轴突的生长。小胶质细胞在正常条件下发挥吞噬异物、抗原提呈、分泌维持神经元存活的生长因子、分泌抗炎因子等作用；而在脊髓损伤后小胶质细胞被激活会分泌门冬氨酸等大量神经毒性的氨基酸，分泌并释放TNF-α、IL-1等炎症因子，均会对神经元形成损害；分泌大量的基质金属蛋白酶、胶原酶等致使神经元变性、髓鞘破坏等；也会分泌环氧合酶，进一步加重炎症的发生[11-18]。

三、脊髓损伤的目前治疗进展

而目前对于脊髓损伤的治疗主要包括早期通过外科手术进行对脊髓的减压以达到骨折复位、恢复其生理结构的稳定性，解除脊髓压迫；高压氧治疗防止脊髓水肿，改善神经细胞缺氧状况；应用糖皮质激素类药物，维持细胞内外的水盐代谢平衡，减少神经毒性因子的释放，抑制过氧化的作用；神经营养因子促进轴突生长；维生素类促进髓鞘的合成；利尿剂减轻髓鞘内积水；近年来的干细胞治疗得到越来越多的关注[19-23]。但是所有的治疗手段并不能对脊髓损伤患者起到满意的疗效，从根本上改善生活质量。究其原因除了轴突自身的潜在自我更新能力有限以外，还与神经再生的胶质环境有很大的关系[24-26]。

四、Trim32的空间结构

Trim32是在1995年被发现的一种转录因子，其空间结构很是特殊，包括三个锌结合域，一个环状结构，一个B-box，一个螺旋式盘旋区域，并且证明小鼠的Trim32与人类的Trim32有87%的核苷酸和95%的氨基酸高度一致，并且发现环状结构100%相同，NHL区域97%相同(均为保守区域)，Trim32被认为发挥一系列生理功能通过以下途径：N端环状结构可以作为E3泛素化酶，与对应蛋白紧密结合促使其发生蛋白酶体降解，与其紧密结合的蛋白包括actin、dybindin、c-Myc、piasy等等；C端的 NHL重复序列被认为可以激活microRNAs，从而调控基因的表达[27-32]。

五、Trim32的研究进展

随着对于该转录因子的深入研究，发现其在肌肉代谢不良、肿瘤发生、Bardet-Biedl综合征、HIV感染等疾病，在肌肉组织代谢过程中，Trim32的突变会导致肌肉组织的机能紊乱，导致肌肉的营养失调；由于Trim32的泛素化和激活基因表达的双重作用，抑制肿瘤干细胞的增殖，促进其分化，从而抑制肿瘤的发生[31-33]。

而近年来Trim32在神经系统的表达和作用逐渐被认知：(1)Trim32在神经细胞的高表达会促进其分化，与Brat相似，Trim32可以通过结合Lg1和aPKC，通过增强Lg1作用和降低aPKC的表达发挥作用，aPKC可以在神经系统可以促进细胞自我更新和抑制神经分化，而Lg1却可以抑制神经分化甚至诱导细胞凋亡[34-36]。(2)Trim32的环状结构泛素化结合c-Myc导致蛋白酶体降解，高水平的c-Myc对于神经干细胞的自我更新至关重要，还可以使得神经细胞更容易转化为胚胎干细胞，因此bFGF-SHP2-ERK-c-Myc-Bmi途径对于神经祖细胞的自我更新是至关重要的，况且c-Myc的过表达可以在中枢神经系统促进神经细胞的增殖，因此Trim32致使的c-Myc水平的降低是诱导神经分化的第一步，有这样的结论我们还可以推断，c-Myc的过表达可以抑制巢蛋白标志的神经祖细胞可以更多的转化为星形胶质细胞[31,37,38]。通过C端的NHL结构，Trim32作为microRNA的激活物，研究证明结合的microRNA片段后的表达产物Let-7a具有抗增殖作用，可以减缓肿瘤细胞的自我更新，抑制肿瘤的生长。在神经干细胞的分化中Let-7a也被调节，况且研究发现，Let-7a的作用目标物是c-Myc[39-41]。因此在泛素化和调节基因表达的双重作用下，Trim32可以促进神经的分化和抑制增殖。(3)Trim32可以通过调节RARα的表达发挥作用。Trim32可以增强维生素A酸依赖的RARα介导转录行为，却不能有效增强雄激素和其他因子介导的转录行为，可见Trim32可以特异性增强RARα介导的转录行为；Trim32还与RARα相互作用，互相结合成紧密复合体，Trim32对RARα有逆向调节作用，不能作用于复合物；Trim32还可以介导RARα的泛素化，从而调节RARα的表达水平；Trim32被验证可以与RARα合作，共同促进神经系统的胚胎癌原细胞的分化；由于介导RARα在轴突的兴奋性，Trim32还会在全反式维甲酸的存在条件下促使成神经瘤细胞的分化；RARα在神经系统的发育、再生等生理活动中其重要作用，其诱导胚胎干细胞分化，促使神经干细胞增生，但其在分子水平的作用并不清楚[42-45]。(4)Trim32促进神经发生。在体内的研究中发现Trim的过表达可以促使神经祖细胞更多的转化成为大脑皮层神经元，而低水平表达Trim32会使得神经祖细胞仍然维持原有状态[44]。

六、Trim32在脊髓损伤中的治疗展望

Trim32的复杂空间结构决定了其功能的多面性，在核酸、蛋白、分子等多方面发挥作用。脊髓损伤一直缺乏从根本上解决促轴突生长、抑制胶质环境障碍、抗凋亡、加强神经保护的治疗方法，或者因为药物本身存在的给予方式的局限性使得不能广泛应用于临床治疗，或者因为内固定等方式以为本身的免疫性应用中会受到质疑，或者因为干细胞等方式的不可预见性和诱导的盲区使得在治疗中效果不甚理想。而该疾病的高致残、致死率又急需有一种从根本改善病情、促进其恢复的治疗方法，而Trim32可以在各分子水平进行调节，不失为一种可以考虑和研究的治疗方式，尽管这种设想任重而道远，但不失为一种值得花费精力研究的课题。

[1] Nicaise C,Mitrecic D,Falnikar A,et al.Transplantation of stem cell-derivedastrocytes for the treatment of amyotrophic lateral sclerosis and spinal cord injury[J].World J Stem Cells,2015,7(2)：380-398.

[2] Kaya R A,Çavusoglu H,Tanlk C,et al.Spinal cord compression caused by a brown tumor at the cervicothoracic junction[J].SpineJ,2007,7(6)：728-732.

[3] Chen H Y,Boore J R P.Living with a spinal cord injury：a grounded theory approach[J].J ClinNurs,2008,17(5A)：116-24.

[4] Lan C,Lai JS,Chang KH,et al.Traumatic spinal cord injuries in the rural r egion of Taiwan：an epidemiological study in Hualien county,1986-1990[J].Paraplegia,1993,31(6)：398-403. [5] Chiu WT,Lin HC,Lam C,et al.Review paper：epidemiology of traumatic spinal cord injury：comparisons between developed and developing countries[J].Asia Pac J Public Health,2010,22(1)：9-18.

[6] Stevens R D,Bhardwaj A,Kirsch J R,et al.Critical care and perioperative management in traumatic spinal cord injury[J].J NeurosurgAnesthesiol,2003,15(3)：215-229.

[7] Yang NP,Deng CY,Lee YH,et al.The incidence and characterisation of hospitalised acute spinal trauma in Taiwan--a population-based study.[J].Injury,2008,39(4)：443-450.

[8] Chen HY,Chen SS,Chiu WT,etal.A nationwide epidemiological study of spinal cord injury in geriatric patients in Taiwan[J].Neuroepidemiology,1997,16(5)：241-247.

[9] Frankel HL,Coll JR,Charlifue SW,et al.Long-term survival in spinal cord injury：a fifty year investigation[J].Spinal Cord, 1998,36(4)：266-274.

[10] Amin A,Bernard J,Nadarajah R,et al.Spinal injuries admitted to a specialist centre over a 5-year period：a study to evaluate delayed admission[J].Spinal Cord,2005,43(7)：434-437.

[11] Christensen MD,Hulsebosch CE.Chronic central pain after spinal cord injury[J].J Neurotrauma,1997,14(8)：517-537.

[12] Tator CH.Biology of neurological recovery and functional restoration after spinal cord injury[J].Neurosurgery,1998,42(4)：696-707.

[13] Tator CH. Experimental and clinical studies of the pathophysiology and management of acute spinal cord injury[J].J Spinal Cord Med,1996,19(4)：206-214.

[14] Carlson GD,Gorden C.Current developments in spinal cord injury research[J].Spine J,2002,2(2)：116-128.

[15] Tator CH.Update on the pathophysiology and pathology of acute spinal cord injury[J].Brain Pathol,1995,5(4)：407-413.

[16] Dong H,Fazzaro A,Xiang C,et al.Enhanced oligodendrocyte survival after spinal cord injury in Bax-deficient mice and mice with delayed Wallerian degeneration[J].J Neurosci,2003,23(25)：8682-8691.

[17] Faulkner J R,Herrmann JE,Woo MJ,et al.Reactive astrocytes protect tissue and preserve function after spinal cord injury[J].J Neurosci,2004,24(9)：2143-2155.

[18] Ditor DS,Hamilton S,Tarnopolsky MA,et al.Na+,K+‐ATPase concentration and fiber type distribution after spinal cord injury [J].Muscle Nerve,2004,29(1)：38-45.

[19] Kaptanoglu E,Solaroglu I,Okutan O,et al.Erythropoietin exerts neuroprotection after acute spinal cord injury in rats：effect on lipid peroxidation and early ultrastructural findings[J].Neurosurg Rev,2004,27(2)：113-120.

[20] Guest J,Eleraky MA,Apostolides PJ,et al.Traumatic central cord syndrome：results of surgical management[J].J Neurosurg, 2002,97(1)：25-32.

[21] Management of acute central cervical spinal cord injuries[J]. Neurosurgery,2002,50(3)：S166-S172.

[22] Geisler FH,Coleman WP,Grieco G,et al.Recruitment and early treatment in a multicenter study of acute spinal cord injury[J]. Spine,2001,26(24S)：S58-S67.

[23] Geisler FH,Coleman WP,Grieco G,et al.The Sygen multicenter acute spinal cord injury study[J].Spine,2001,26(24S)：S87-S98. [24] Giger RJ,Venkatesh K,Chivatakarn O,et al.Mechanisms of CNS myelin inhibition：evidence for distinct and neuronal cell type specific receptor systems[J].RestorNeurolNeurosci,2008,26 (2-3)：97-115.

[25] Di Giovanni S.Molecular targets for axon regeneration：focus on the intrinsic pathways[J].Expert OpinTher Targets,2009,13(12)：1387-1398.

[26] Yiu G,He Z.Glial inhibition of CNS axon regeneration[J].Nat Rev Neurosci,2006,7(8)：617-627.

[27] Chiang AP,Beck JS,Yen HJ,et al.Homozygosity mapping with SNP arrays identifies TRIM32,an E3 ubiquitin ligase,as a Bardet–Biedl syndrome gene (BBS11)[J].Proc Natl AcadSci, 2006,103(16)：6287-6292.

[28] Kano S,Miyajima N,Fukuda S,et al.Tripartite motif protein 32 facilitates cell growth and migration via degradation of Ablinteractor 2[J].Cancer Res,2008,68(14)：5572-5580.

[29] Fridell RA,Harding LS,Bogerd HP,et al.Identification of a novel human zinc finger protein that specifically interacts with the activation domain of lentiviral Tat proteins[J].Virology,1995, 209(2)：347-357.

[30] Reymond A,Meroni G,Fantozzi A,et al.The tripartite motif family identifies cell compartments[J].EMBO J,2001,20(9)：2140-2151.

[31] Kudryashova E,Kudryashov D,Kramerova I,et al.Trim32 is a ubiquitin ligase mutated in limb girdle muscular dystrophy type 2H that binds to skeletal muscle myosin and ubiquitinatesactin [J].J MolBiol,2005,354(2)：413-424.

[32] Kudryashova E,Wu J,Havton LA,et al.Deficiency of the E3 ubiquitin ligase TRIM32 in mice leads to a myopathy with a neurogenic component[J].Hum Mol Genet,2009,18(7)：1353-1367.

[33] Locke M,Tinsley CL,Benson MA,et al.TRIM32 is an E3 ubiquitin ligase for dysbindin[J].Hum Mol Genet,2009,18(13)：2344-2358.

[34] Lee CY,Robinson KJ,Doe CQ.Lgl,Pins and aPKC regulate neuroblast self-renewal versus differentiation[J].Nature,2006, 439(7076)：594-598.

[35] Knoblich JA.Mechanisms of asymmetric stem cell division[J]. Cell,2008,132(4)：583-597.

[36] Rolls MM,Albertson R,Shih HP,et al.Drosophila aPKC regulates cell polarity and cell proliferation in neuroblasts and epithelia[J].J Cell Biol,2003,163(5)：1089-1098.

[37] Betschinger J,Mechtler K,Knoblich JA.Asymmetric segregation

Trim32 and spinal injury

Fu Qiang1,Xu Ruxiang2.1Department of Neurosurgery,251 Hospital of PLA,Zhangjiakou 075000,China;2Institute of Neuroscience of Beijing Military Region,Beijing 100700, China

Xu Ruxiang,Email:zjxuruxiang@163.com

Trim32 is a transcription factor，it can promote neural differentiation,restrain neural proliferation and neural apoptosis.Especially it can regulate proliferation and differentiation of neural stem cell,it play an important role in nervous system.So we expect that Trim32 can be useful in the recover of spinal cord injury,this review summarized the spinal cord injury and the role of Trim32 play in the spinal cord injury.

Spinal cord injury; Mice; Trim32

10.3877/cma.j.issn.2095-9141.2015.05.010

军队十二五重大科技项目(BWS12J010)

075000张家口，解放军第 251医院神经外科1；100700北京，北京军区神经外科研究所2

徐如祥，Email：zjxuruxiang@163.com