面神经损伤修复机制

　　面神经损伤的临床修复效果难以令人满意，其中一个主要原因是神经修复及再生生物学机制尚未完全清楚。最新文献表明，神经损伤后的修复不仅与神经细胞自身密切相关，而且周围非神经细胞也参与了神经组织的再生。近年来神经移植和神经组织工程的发展极大地促进了对神经生长及再生的分子及细胞学研究。现将面神经运动神经纤维再生机制的研究进展综述如下。

　　一、 面神经损伤后神经细胞的变化

　　1. 面神经轴突的再生

　　面神经损伤分为面神经挤压伤和断离伤，这两种损伤都会引发局部炎症反应，其损伤远侧端的轴突变化称为华勒氏变性( Wallerian degeneration, WD)，组织学表现为炎症细胞的聚集、炎症与抗炎因子的分泌，轴突的变性水解其残片被吞噬清除。与胞体相连的近端轴突变化称为逆行性变性，通常只累及少数郎飞结。轴突损伤后轴突末梢迅速封闭，在由各种炎症细胞合成的神经营养因子、趋化因子以及胞外基质分子和蛋白水解酶等胞外环境作用下，生发形成数目众多的生长芽，每一生长芽末端膨大形成指状突起向外伸展，构成生长锥。生长锥可释放蛋白酶，溶解远端基质，以每天 1～2 mm的速度向远端生长。

　　轴突再生时，远中残端的基底膜导管为其提供了必要的支架，从近中端生长的轴突会优先进入神经退变后，由去髓鞘化的雪旺氏细胞( Shwann cell, SC)与围绕周围的基底膜形成的 Bungner 带，最终到达原终板及神经末梢处。对于挤压伤来说，由于神经内膜未断，生长锥可沿神经内膜生长。每个轴突可发出多达 20 个生长锥沿 Bungner 带到达远中残端，但只有约 1/5 能够到达靶目标。对于断裂伤则更为复杂，即使是神经束膜缝合也不能保证生长锥进入适当的神经管。而且生长锥以一种扭曲迂回的方式越过断端，此种生长方式可造成轴突生长缓慢。因此如何促进神经轴突再生速度、改善神经恢复功能是目前面神经再生研究的关键问题。

　　神经配恢复是机械机制( 机械屏障)与生物机制( 神经诱导因子和神经营养因子)共同作用的结果。神经支配恢复为如何加速损伤后面神经支轴突的再生方面的实验研究奠定了良好基础。由于面神经大部分为有髓神经，促进神经纤维髓鞘化有利于面神经功能恢复，同时面神经损伤后，相应轴突可出现神经营养因子和受体表达水平的提高，这些表达的受体可使局部聚集营养因子，并促进再生轴突的延长和髓鞘化。Kimura等[3]在面神经损伤动物模型中用垂体腺苷酸环化酶激活多肽( pituitary adenylate cyclase activating peptide, PACAP)进行局部注射，发现能够促使混合肌肉动作电位的出现并且缩短潜伏期和增加电位幅度，证实 PACAP 能够在靶器官的水平延长胶质细胞源性神经营养因子( glial cell line-derived neurotrophic factor, GDNF)的作用和增加有髓鞘轴突的数目来促进面神经的再生。一些学者也发现在小鼠口内注射神经营养药物 Topiramate 能够增强轴突外生和面神经功能的恢复。

　　由于面神经控制的肌群较多，面神经轴突修复过程中极易形成神经再支配的错位恢复，产生连带运动等症状。Choi等在小鼠面神经损伤模型实验中观察到再生过程中面神经核躯体皮层定位紊乱，颊部投射区域内出现颞部运动神经元，甚至同一细胞或轴突同时发出投射两个区域的分支。 Kamijo等的研究也表明再生的面神经由异源性的神经纤维组成，各纤维的生长速率不同，且轴突的过度分支在面神经断离伤较挤压伤更为普遍。而用神经营养因子的抗体局部注射发现其面神经再生过程中减少了侧副分支，但不影响神经元存活及轴突的延长，并进一步证明侧副分支减少导致更好的功能恢复。

　　2 .面神经运动神经元的变化

　　神经损伤的修复不仅局限于外周水平，而且涉及中枢水平的修复与补偿机制。中枢水平修复的主要角色为神经元及其支持细胞。神经损伤可引发受损神经元和周围细胞的许多变化。外周损伤信号被摄取后通过逆性转运到达胞体，诱导神经元上调再生相关基因，使其从传导状态向生长状态转化，产生转录因子、粘附分子、生长相关蛋白以及轴突伸长必需成分。这些信号是通过激活神经元胞体内不同的信号转导途径，最终激活转录因子如c-jun、转录激活因子3和信号传导与转录活化因子(3 signal transducers and activators of transcription 3, STAT3)等，再由转录因子激活基因程序产生再生所需蛋白和其他物质如微管蛋白，肌动蛋白等轴突外生必需成分。同时神经元胞体还产生分泌型神经生长因子( nerve growth factor, NGF)和脑源性神经营养因子( brain-derived neuro- trophic factor, BDNF)和生长相关蛋白( growth-asso- ciated protein- 43 , GAP- 43)等促进轴突再生。同时，能量、氨基酸和脂类代谢也发生变化以促进轴突再生。

　　另一方面，轴突断离也引发面神经运动神经元( facial motor neurons, FMN)的程序性凋亡反应，小鼠实验表明轴突完全切断后导致 78%神经元损失。但最近的实验表明，通过切除损伤后形成的神经瘤可逆转部分萎缩的细胞体，这些细胞出现 GAP- 43 和微管蛋白 mRNA 的表达增加，说明可能轴突切断后的 FMN数量减少可能没有原先估计的那么高。Kirsch等证实睫状神经营养因子( ciliary neurotrophic factor, CNTF)对FMN来说是一种早期损伤诱导逆行信号, 损伤后 SC 释放 CNTF 引发信号的级联反应，作用于邻近的轴突及轴突内的磷酸化的 STAT3 并通过逆行性转运影响损伤轴突的神经元胞体。Fujitani 等证实在轴突切断的成熟神经元，轴突的再生和神经元重建功能被激活，再生过程中发育性的调节因子被重激活，p311 基因在胞体内过表达加强面神经损伤后的修复重建。

　　目前对于如何增加神经元功能，避免胞体死亡的研究较为热门。研究显示，抗凋亡相关蛋白 B细胞白血病- 淋巴瘤( B-cell leukemia/lymphoma 2, Bcl)- 2在面神经损伤后出现基因上调，表明可能与神经元的存活密切相关，对神经损伤后的神经细胞起保护作用，Most证实在Bcl- 2 转基因小鼠外周神经挤压伤后，面神经功能的恢复得到明显增强。由此可见，神经损伤后细胞同时存在程序性凋亡反应和抗凋亡相关蛋白的表达，两种拮抗反应可能决定细胞凋亡/存活的最终命运。

　　二、面神经损伤后非神经细胞的反应

　　1. 雪旺氏细胞

　　作为外周神经支持细胞的 SC 在神经损伤后发生明显改变。在华勒氏变性中，损伤远侧的 SC 开始吞噬髓鞘及脂质碎片并分裂增殖形成的 Bungner 带，对再生轴突起引导作用，同时在此过程中 SC 本身经历去分化和再生分化的过程。 SC 修复过程中还分泌神经营养因子来促进轴突的再生。SC 形成的 Bungner 带可诱导并促进神经出芽后的轴突生长及髓鞘化，此再生调控模式与神经发育过程基因诱导时序相类似，但其合成和分泌的分子对近中端轴突的化学趋化作用比较局限。目前已有实验表明，含 SC 的组织工程神经与单纯基质支架相比能显著增加面神经轴突再生的数量并提高神经功能恢复质量。

　　2. 小胶质细胞

　　面神经核内小胶质细胞在轴突离断后引发的中枢性免疫调节与炎症反应中发挥重要作用，从而影响 FMN 的存活与轴突的再生，但其具体机制尚不十分明确。Bohatschek等发现面神经轴突切断后导致 FMN 周围小胶质细胞 B7.2 表达增加，辅助激活 T 细胞与小胶质细胞之间的相互作用，从而影响面神经胞体的功能。而有学者观察到面神经轴突切断后小胶质细胞移至神经元周围，开始增殖并表达谷氨酸载体蛋白1，摄取神经递质 L- 谷氨酸，从而降低谷氨酸浓度以避免兴奋性神经毒性对面神经核的损害。

　　3. 淋巴细胞与巨噬细胞

　　获得性免疫系统在神经损伤修复中起着至关重要的作用，神经损伤后 T淋巴细胞能够进入到中枢神经系统与小胶质细胞在面神经核发生相互作用。对于面神经外周损伤后修复而言，CD4 T 细胞具有神经保护作用。小鼠面神经断裂后， FMN 数目明显减少，轴突再生受到抑制，进一步研究表明 CD4 T细胞通过产生BDNF 等神经营养因子支持FMN的存活[18-19]。此外，一些细胞因子及粘附分子在损伤后免疫细胞的聚集和发挥功能方面也起着重要作用。在面神经轴突损伤后的白细胞介素- 6基因敲除的小鼠，面神经核周围 T 细胞聚集和早期小胶质细胞激活数量与正常小鼠相比明显减少，并且轴突再生下降约15%。

　　巨噬细胞在外周神经损伤后发生聚集，清除髓鞘碎片及其中包含的轴突再生抑制因子，从而促进神经再生。外周神经损伤后，巨噬细胞在 2 d 内开始迁移至轴突远中残端区域，巨噬细胞的浸润在 4～7 d 形成高峰，约两周之内完成髓鞘残片的清除。巨噬细胞释放数种细胞因子如转化生长因子- (β transforming growth factor- β，TGF- β)诱导 SC 表达神经营养因子。实验表明给予外源性的 TGF- β有利于运动神经元轴突穿过神经损伤断端。巨噬细胞还可分泌促进 SC 增殖和轴突再生的血小板衍生生长因子和成纤维生长因子来促进神经功能的恢复。

　　综上所述，神经损伤及再生机制包括以下途径：损伤后相应的靶源性信号缺失，局部损伤诱导信号上调;非神经细胞如 SC 及巨噬细胞产生细胞因子或生长因子，这些信号沿轴突逆行性传导引发胞体基因生长程序如转录因子表达、再生促进蛋白和生长锥结构蛋白( 肌动蛋白，微管等)的合成;与此同时，损伤信号也可能诱导神经元程序性凋亡反应和抗凋亡基因的表达。而在损伤局部也引起不同细胞及分子信号的整合和协调反应来引导生长锥的生长和定位。

（编辑：刘一鸣 ）