NG2胶质细胞通过神经元转分化和角蛋白表达促进幼年小鼠损伤脊髓修复

背景：脊髓损伤（SCI）导致严重的神经损伤，由于其复杂的病理机制，治疗仍面临巨大挑战。幼年小鼠具有强大的再生和修复能力。特别是新生小鼠在SCI后可以实现无疤痕愈合。然而，成熟神经元、星形胶质细胞、室管膜细胞和小胶质细胞的神经元再生潜能有限。因此，在新生或幼年小鼠SCI后促进神经元再生的细胞来源仍不清楚。目的：NG2胶质细胞能够增殖、迁移并分化为成熟少突胶质细胞。NG2胶质细胞也被认为是能够分化为神经元的多能神经祖细胞。我们先前发现NG2胶质细胞在SCI后上调神经元标志物的表达。因此，本研究旨在确定NG2胶质细胞是否负责幼年小鼠SCI后的神经再生。研究设计：从出生后第1-2天（P1-2）的Sprague Dawley大鼠大脑皮层获取原代NG2胶质细胞，使用OLN-93细胞（大鼠NG2胶质细胞）和MO3.13细胞（人NG2胶质细胞）通过免疫荧光检测NG2胶质细胞的转分化。对1至2周龄的幼年C57BL/6J小鼠和8周龄的C57BL/6J雌性小鼠进行脊髓挤压损伤。方法：通过整合细胞培养、免疫荧光染色、转录组RNA测序和分子实验，我们研究了NG2胶质细胞在SCI后神经再生和修复中的作用及潜在机制。结果：我们发现NG2胶质细胞能够在体外和体内形成少突球体并转分化为神经元样细胞。我们观察到1至2周龄的幼年小鼠能够自发修复受损的脊髓，并在SCI后显著促进神经再生和修复。NG2胶质细胞从脊髓白质迁移到损伤区域。它们在SCI后第一天数量显著增加，第三天达到峰值，并在修复过程后逐渐下降。此外，我们揭示了幼年小鼠SCI后角化相关信号显著激活。在自我修复过程中，损伤部位NG2胶质细胞中角蛋白的表达显著上调。结论：总之，NG2胶质细胞通过转分化为神经元样细胞和表达角蛋白，在SCI后的神经再生和修复中发挥关键作用。临床意义：角蛋白生物材料已被证明能支持运动功能恢复，并可能改善SCI后的急性炎症反应。因此，靶向NG2胶质细胞可能是促进SCI后脊髓愈合的重要策略。