邢进 孙兆良 冯东福

(上海交通大学医学院附属第九人民医院神经外科，上海 201900)

·综述·

中枢神经系统脑衰反应调节蛋白2的研究进展

邢进 孙兆良 冯东福*

(上海交通大学医学院附属第九人民医院神经外科，上海 201900)

脑衰反应调节蛋白2; 神经元轴突; 中枢神经系统疾病

脑衰反应调节蛋白2( collapsin response mediator protein2,CRMP2)又称二氢嘧啶酶相关蛋白2，属于CRMPs蛋白家族的5种亚型之一。在生理情况下CRMP2可作用于细胞骨架成分(如微管、微丝等)，通过对生长锥的生长、塌陷等行为的调节参与神经元的生长发育过程。此外，CRMP2还与多种中枢神经系统疾病的发生、进展密切相关。

一、CRMP2的结构及在神经系统中的表达

CRMP2是CRMPs蛋白家族中最先发现的成员。1995年Goshima等在研究脑信号蛋白3A(Semaphorin 3A,Sema3A)介导鸡背根神经节细胞突起坍塌时克隆出CRMP2，随后CRMPs家族的其他成员CRMP1、3、4、5陆续被发现。CRMP2具有同源四聚体结构，可分为A、B两种亚型。A亚型分子量约为75 kDa，存在于神经元的胞体和轴突中。B亚型是CRMP2的主要亚型，分子量约为62～66 kDa，存在于轴突和树突中[1]。CRMP2在中枢神经系统的各个阶段均可表达，其中在发育期的脑组织中表达量最多。在中枢神经发育过程中随着神经干细胞出现分化，CRMP2的表达即开始上调。在成年脑组织中，CRMP2是CRMPs蛋白家族表达最多的成员，主要存在于嗅觉系统、小脑及海马组织中。

二、中枢神经系统CRMP2的生理功能

1.调控神经元轴突生长：中枢神经系统发育的一个重要环节是神经元树突和轴突通过突触连接形成和重塑神经纤维网络。而树突和轴突之所以能准确到达其特定靶结构并与之建立结构和功能联系，则取决于突起末端生长锥的运动。

CRMP2作为Ras相似物家族的鸟苷三磷酸酶(Ras homologue family of small GTPases,Rho GTPases)下游信号和作用底物参与介导轴突生长、塌陷及导向过程。高表达的CRMP2可诱导神经元形成多个轴突，并使树突轴突化，而内源性CRMP2缺失则可抑制轴突形成[2]。此外，神经元突起的形成和生长延伸还需要微管运动来实现。CRMP2既能以三磷酸鸟苷酶(guaanosine triphosphate,GTP)活性蛋白的形式激活GTP酶，对微管组装和突起生成过程进行调节，也可与微管蛋白二聚体结合促进微管装配从而调节突起生长[3]。

CRMP2亦是糖原合成酶激酶-3β(glycogen synthase kinase-3β,GSK-3β)的下游信号之一，而这一信号通路在神经元突起生长过程中具有重要作用。有研究发现GSK-3β可以通过磷酸化CRMP2的苏氨酸509、514和丝氨酸518位点降低其与微管的亲和力，从而抑制轴突生长[2]。还有研究发现脑源性神经营养因子可以通过磷酸化GSK-3β使非磷酸化的CRMP2增多，从而促进突起生长[4]。

CRMP2不仅能通过信号通路调控突起的生长，还能与一些细胞信号分子相互作用介导生长锥塌陷。磷脂酶D2是细胞信号转导中一种重要的酶分子，能够影响Sema3A 介导的生长锥塌陷这一信号通路，在细胞骨架肌动蛋白的重排中有重要意义。CRMP2可特异性抑制磷脂酶D2活性从而直接干扰Sema3A介导的信号通路，引起肌动蛋白解聚，导致生长锥的塌陷[5]。另一种介导生长锥塌陷的细胞外信号分子-溶血磷脂酸，其与受体结合后会激活RhoA激酶，随后下游的Ras相似物激酶(Ras homologue,Rho)活性增强，进而导致CRMP2 苏氨酸555位点磷酸化从而引起生长锥塌陷[3]。

2.调控N型钙离子通道：N型电压门控钙通道(N-type Ca2+channels,CaV2.2)是神经递质释放的关键介体，活化后可引起钙离子内流和多种神经递质(如谷氨酸、P物质和降钙素基因相关肽等)的释放，对伤害感受的传导起着重要作用。CRMP2是CaV2.2的一种调节子，与CaV2.2相结合后可增强其功能[6]。CRMP2过表达不仅可引起细胞膜表面CaV2.2数量增加和Ca2+电流增强[7]，还可增加降钙素基因相关肽从背根神经节中的释放，进而加重慢性炎性疼痛、提高神经性伤害刺激的敏感性[8]。而CRMP2-CaV2.2解偶联可降低Ca2+电流和减少神经递质释放，从而减轻慢性炎性疼痛、降低神经性伤害刺激的敏感性[8]。转录反式激活因子-钙通道结合域3能降低CRMP2与CaV2.2结合的能力，从而抑制炎性和神经性疼痛[9]。

3.介导神经元迁移：哺乳动物大脑发育过程中，多种信号通路介导CRMP2的高表达，诱导神经元迁移，调控大脑皮层发育。位于Rho GAP信号通路中的α2嵌合蛋白可调节CRMP2的活性、影响神经元内CRMP2的聚集部位，调控生长锥及突起生长的方向，进而影响神经元迁移[10]。CRMP2除受α2嵌合蛋白调节外，还受到支架蛋白Axin的调控。Axin蛋白被细胞周期蛋白依懒性激酶5(cyclin dependent kinase 5,CDK5)磷酸化后导致GSK-3β活性降低，进而引起CRMP2去磷酸化减少，最终使新生神经元轴突增多[11]。此外，在皮层发育过程中，CRMP2的转录翻译还受到骨形成蛋白的严格调控。骨形成蛋白通过调控转录因SMAD蛋白1抑制CRMP2的表达，减少新生神经元的数量，影响脑皮质板层结构的形成[12]。

四、CRMP2与中枢神经系统疾病

1.阿尔兹海默病：阿尔兹海默病是一种常见的神经退行性疾病，淀粉样蛋白斑和神经原纤维缠结(neurofibrillary tangles,NFTs)是其最显著的两个病理特征。β-淀粉样前体蛋白(β-amyloid precursor protein,β-APP)裂解成Aβ并聚集形成淀粉样蛋白斑，NFTs则由微管结合蛋白tau过磷酸化后聚集产生。有研究发现在各种神经退行性疾病中，高磷酸化的CRMP2只特异性地出现在阿尔兹海默患者脑中[13]。CRMP2的过度磷酸化可在淀粉样蛋白斑和NFTs形成之前被检测到，这表明它可能是阿尔兹海默病进展的早期病理特征[14]。在阿尔茨海默病患者脑组织中可发现CRMP2在苏氨酸509，色氨酸518、522 等特定位点高度磷酸化[15]。有研究表明，CRMP2过度磷酸化是由Cdk5和GSK3β信号通路介导[16]。一个有吸引力的假说是CRMP2过度磷酸化降低了功能性CRMP2的数量，导致轴突运输缺陷、微管动力学损害。而在阿尔茨海默病中，过量的β-淀粉样前体蛋白是通过轴突运输的方式运输的，上述过程将损害β-淀粉样蛋白的运输和处理，使β-APP裂解形成Aβ斑，最终导致神经元的死亡[3]。

2.CRMP2与缺血缺氧性脑损伤：在缺血缺氧(hypoxic-ischemic,HI)脑损伤后神经元死亡的过程中，是由多种信号通路介导CRMP2去磷酸化发挥了重要作用。在新生大鼠HI脑损伤模型中发现Akt表达升高，同时伴随GSK-3β磷酸化及CRMP2去磷酸化过程。而抑制Akt表达后GSK-3β磷酸化减少、CRMP2磷酸化增加[17]。CRMP2的磷酸化状态除受Akt的调控外，还受CDK5活性影响。对脑室周围白质软化症小鼠行HI处理48h后即可检测到脑组织中CRMP2水解片段和去磷酸化的CRMP2。进一步通过光谱分析和western blot检测发现HI处理后CRMP2的低磷酸化是由于CDK5活性降低介导的。此外，脑低氧预适应是一种内源性保护机制，能提高组织器官对低氧-缺血的耐受。蛋白激酶Cγ(protein kinase Cγ,cPKCγ)激活是预适应形成的关键因素，并可与CRMP2相互作用发挥保护效应。在脑缺血小鼠皮质内磷酸化CRMP2明显增多，而注射cPKCγ抑制剂后CRMP2蛋白水解片段增多、CRMP2处于低磷酸化状态[18]。

3.CRMP2与创伤性脑损伤：创伤性脑损伤后N-甲基-D-天冬氨酸受体过度活化导致Ca2+大量内流，激活了神经毒性级联反应。而CRMP2可能通过抑制这一过程从而减少神经元死亡。此外，在创伤性脑损伤后神经组织修复过程中再生的突触异常增多，导致突触间相互作用增加、神经元兴奋性增加从而引起癫痫发作。通过抑制CRMP2介导的微管聚合反应影响突触再生数量，使神经元兴奋性降低，可减少创伤性脑损伤所致的癫痫发作。

4.CRMP2与其他：CRMP2还与其他神经系统疾病的发生、发展有密切关系。核磁共振结果显示精神分裂症和抑郁症患者额叶皮质内，CRMP2表达较正常人显著减少[19]。在1型神经纤维瘤病中，CRMP2的磷酸化受神经纤维瘤蛋白调节，其表达减少可能导致神经元细胞的功能受损[20]。而在帕金森患者中，有研究发现发现CRMP2可调控Sema3A介导的神经元凋亡过程[21]。CRMP2(苏氨酸555位点)的磷酸化过程还受到生长抑制因子-A/生长抑制因子-66受体信号通路的调控，导致轴突变性诱发自身免疫性脑脊髓炎和多发性硬化症[22]。

终上所述，CRMP2在中枢神经系统中发挥着重要的功能，通过多种信号通路调控神经元轴突生长、N型电压门控钙通道、神经元迁移。此外，CRMP2的磷酸化水平还与多种中枢神经系统疾病的发生发展过程密切相关。随着研究的不断深入、相关信号通路的不断阐明，CRMP2可以为神经系统疾病的早期发现和寻找新的治疗靶点提供重要思路。

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J Neurosurg. 2016 Dec 2:1-6. [Epub ahead of print]

Size and location of ruptured intracranial aneurysms:consecutive series of 1993 hospital-admitted patients

KorjaM1,KivisaariR1,RezaiJahromiB1,LehtoH1

1DepartmentofNeurosurgery,UniversityofHelsinkiandHelsinkiUniversityHospital,Helsinki,Finland

ObjectiveLarge consecutive series on the size and location of ruptured intracranial aneurysms (RIAs) are limited,and therefore it has been difficult to estimate population-wide effects of size-based treatment strategies of unruptured intracranial aneurysms. The authors' aim was to define the size and location of RIAs in patients diagnosed with subarachnoid hemorrhagedue to aneurysm rupture in a high-volume academic center.MethodsConsecutive patients admitted to a large nonprofit academic hospital with saccular RIAs between 1995 and 2009 were identified,and the size,location,and multiplicity of RIAs were defined and reported by patient sex.ResultsIn the study cohort of 1993 patients (61% women) with saccular RIAs,the 4 most common locations of RIAs were the middle cerebral (32%),anterior communicating (32%),posterior communicating (14%),and pericallosal arteries (5%). However,proportional distribution of RIAs varied considerably by sex;for example,RIAs of the anterior communicating artery were more frequently found in men than in women. Anterior circulation RIAs accounted for 90% of all RIAs,and 30% of the patients had multiple intracranial aneurysms. The median size (measured as maximum diameter) of all RIAs was 7 mm (range 1～43 mm),but the size varied considerably by location. For example,RIAs of the ophthalmic artery had a median size of 11 mm,whereas the median size of RIAs of the pericallosal artery was 6 mm. Of all RIAs,68% were smaller than 10 mm in maximum diameter.ConclusionsIn this large consecutive series of RIAs,83% of all RIAs were found in 4 anterior circulation locations. The majority of RIAs were small,but the size and location varied considerably by sex. The presented data may be of help in defining effective prevention strategies.

1671-2897(2016)15-564-03

国家自然科学基金资助项目(81372047)

邢进，硕士研究生，E-mail:xj980906260@163.com

*通讯作者：冯东福，主任医师，E-mail:dffeng@21cn.com

R 651.15

A

2015-10-05)