神经肌肉连接:神经-肌肉对话的核心解释器

肌肉和神经在一个特殊区域的水平上进行交流,即神经肌肉接点(NMJ),这是一种突触连接,周围神经系统与骨骼肌纤维接触,控制关键的生命过程,如身体自主运动和呼吸。

NMJ由四个主要元素组成:包括神经末梢的突触前区域、突触间隙、称为终板的突触后表面,以及也称为突触周围雪旺细胞(PSCs)的突触相关胶质细胞(图1)。另一种连接细胞类型元素是成纤维细胞样细胞,称为kranocyte,位于突触基底膜外,使NMJ位于突触周围雪旺细胞上方,并将其细胞质过程延伸至终板区域(图1)。

manbetx登录下载科学地图集。神经肌肉接点

图1所示。神经肌肉接点(NMJ)的主要组成部分的示意图。NMJ的发育、重塑和稳定性受到不同信号和细胞的影响。
骨骼肌和NMJ水平的改变可以引发运动神经元的逆行变性,这是一种“死亡”现象。针对稳定NMJ形态功能特性和保持肌肉和NMJ完整性的药理学方法可能会激活“挽救”过程,从而抵消运动神经元损伤和肌肉神经功能障碍。

一些病理条件的特点是NMJ的结构改变,可能导致神经传递失败和功能改变,导致肌肉无力,运动神经元活动改变,肌肉纤维丧失,严重的病理甚至瘫痪。

其中,肌萎缩侧索硬化症(ALS)是一个典型的病理条件下,肌肉和神经通讯受损的例子。长期以来,ALS一直被认为是一种运动神经元疾病,其特征是运动神经元退行性变、肌肉萎缩、无力,并最终导致肌肉瘫痪伴呼吸衰竭。脊髓中运动神经元的明显丧失最初引起了人们对ALS相关突变基因如何在运动神经元内作用以引起神经元变性和死亡的关注。然而,突变基因产物广泛表达,提高了毒性级联可能全部或部分通过突变蛋白在非神经元细胞中的作用来实现的可能性。

事实上,已经证明,在ALS中观察到的早期病理体征是NMJ的形态学改变,其发生在运动神经元变性之前。

最近,一种蛋白,即蛋白激酶Cθ (PKCθ),在生理上参与发育过程中多余突触的消除,在ALS小鼠模型中异常激活,并负责ALS疾病中NMJ的拆除。PKCθ在骨骼肌代谢中也起重要作用,诱导肌纤维从葡萄糖代谢向脂质代谢转变。因此,在这种情况下,PKCθ可以被认为是肌代谢适应和ALS疾病中NMJ改变之间的分子联系。事实上,在ALS小鼠模型中,抑制PKCθ活性足以挽救NMJ的形态复杂性,稳定AChR的周转,并改善骨骼肌的形态功能特性。

肌肉和NMJ是如何发出逆行信号的?骨骼肌被认为是一种内分泌器官,它产生和分泌生长因子、细胞因子和肽,统称为肌因子,使肌肉能够与其他组织和器官,包括骨、肠、脂肪组织、肝脏、胰腺和大脑进行交流。

在这种情况下,骨骼肌的改变,由不同的因素和条件引起,如氧化应激、缺乏运动、营养受损、代谢改变、遗传疾病和许多其他因素,可能刺激影响NMJ结构的因素的产生和分泌,从而影响运动神经元的稳定性和功能,支持“死亡”范式(图1)。

因此,我们有理由推测,通过干扰影响神经-肌肉相互作用的途径和因素,我们促进了NMJ的维持和稳定,促进了一种近端向细胞体的“回存”过程。

加布里埃尔Dobrowolny1艾琳Casola1盖亚Laurenzi1安东尼奥Musaro1、2
1dahfmo -罗马Sapienza大学组织学和医学胚胎学单元,意大利巴斯德研究所附属实验室-博洛涅蒂基金会,Via A. Scarpa 1400161罗马,意大利
2意大利罗马大学,意大利罗马00185

出版

神经肌肉连接作为神经-肌肉交流的实体
Elisa Lepore, Irene Casola, Gabriella Dobrowolny, Antonio Musarò
2019年8月16日

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