軸突生長抑制因子蛋白的生物學功能和作用研究進展

張 艷，徐浩森，蔣 歡，蘭金意，楊單植，劉沛敏，白曉燕（1.廣東醫科大學第一臨床醫學院，廣東湛江 5403；.南方醫科大學附屬廣東省人民醫院（廣東省醫學科學院）腎內科，廣東廣州 510080）

Nogo蛋白屬于網狀蛋白家族，包括3 種剪接變體即Nogo-A、Nogo-B和Nogo-C[1]。Nogo-A主要在中樞神經系統的髓鞘神經中表達，是髓鞘抑制復合物的重要組成部分。Nogo-A 作為軸突生長和修復的抑制劑在神經退行性疾病中發揮重要作用[2]。Nogo-C 主要在周圍神經和肌肉組織中表達，參與神經損傷后的修復過程[3]，并在心肌細胞中發揮一定作用。Nogo-B在多種組織和器官中廣泛表達，在血管重建[4]、代謝調節和炎癥[5]等進程中發揮關鍵作用。鑒于Nogo 家族在機體廣泛表達且作用顯著，本文綜述其在不同病理生理過程中的作用及研究進展。

1 Nogo-B

1.1 Nogo-B在腎臟疾病中的作用

研究發現Nogo-B 高表達于小鼠腎臟遠端腎單位段的上皮細胞中。在單側輸尿管梗阻及缺血再灌注小鼠模型中，腎臟Nogo-B基因及蛋白水平顯著上調。進一步對患者腎穿刺活檢組織的檢測發現，Nogo-B在急性腎小管壞死的腎小管上皮細胞中表達顯著增多[6]。由此可見，Nogo-B 可能在腎臟小管損傷中發揮一定作用。

血管損傷是糖尿病微血管并發癥的主要機制，Nogo-B在血管損傷后的重塑中發揮重要作用[4]。可溶性Nogo-B（sNogo-B）是由全長49 kDa的Nogo-B蛋白切割而成的150 個氨基酸的N端片段[7]，作為可溶性Nogo-B分泌至循環中發揮作用[8]。使用腺相關病毒構建過表達sNogo-B的糖尿病小鼠模型，白蛋白尿和肌酐清除率顯著下降，提示過表達sNogo-B可能保護糖尿病腎臟的血管通透性[9]。此外，過表達sNogo-B可改善糖尿病狀態下受損的腎小球內皮細胞糖萼結構，緩解足細胞數量減少，從而改善腎小球濾過屏障。循環中過表達sNogo-B對腎臟的保護作用主要通過抑制血管內皮生長因子A（VEGF-A）及其受體VEGFR2 的磷酸化水平，降低磷酸化AKTSer473/總AKT的比值，抑制糖原合成酶激酶3β（GSK3b）磷酸化以及下調腎皮質β-catenin 水平[9]。上述研究表明增加sNogo-B 在循環中的表達水平可保護糖尿病腎小球微血管，從而改善血管通透性和白蛋白尿。

以上研究提示，Nogo-B 對糖尿病血管系統具有保護作用[9]，深入研究其在糖尿病血管病變中的作用和機制，將為闡明其病理生理功能，為進一步深入研究其在糖尿病血管并發癥中的作用提供新思路。

1.2 Nogo-B在肝臟疾病中的作用

Nogo-B 主要表達于肝臟非實質細胞如肝血竇內皮細胞（LSECs）、膽管細胞和Kupffer細胞。研究發現，Nogo-B與肝細胞增殖[10]、肝再生[11]和纖維化[12]有關。給予Nogo-/-小鼠高果糖飲食，顯著提高其基礎胰島素敏感性，并減少血清胰島素含量，表明敲除Nogo有助于小鼠對抗高果糖導致的胰島素敏感性受損。Nogo缺乏可影響脂質合成關鍵酶的活性，從而抑制肝臟脂質合成，促進其分解，增強能量代謝。此外，Nogo缺乏可提高胰島素敏感性和能量代謝，從而保護高脂飲食誘導的肝臟代謝障礙，其機制可能與其調節碳水化合物反應元件結合蛋白（ChREBP）的表達或活性有關[13]。

肝纖維化和肝硬化是由多種原因引起的慢性肝損傷導致傷口持續愈合的結果，包括膽汁淤積、藥物性和代謝性疾病。已有研究顯示Nogo-B 參與肝纖維化和終末期肝硬化的進展。肝硬化患者血漿Nogo-B水平升高，而Nogo-B 的缺失減輕了肝纖維化和肝硬化的進展[12]。Nogo-B在四氯化碳（CCl4）或膽管結扎（BDL）誘導的小鼠肝硬化實驗模型中表達顯著增加。在BDL 后4 周，Nogo-A/B-/-小鼠的肝臟纖維化程度明顯低于對照組，表明Nogo-B缺失阻止了肝臟纖維化的進展[12]。這項研究表明，Nogo-B在肝纖維化中發揮重要作用。

Nogo-B 在肝細胞癌中高表達并促進腫瘤發生[14]。在酒精性脂肪肝病相關的肝細胞癌（HCC）中，Nogo-B 的上調與CEBPβ 相關，其下調顯著降低與非酒精性脂肪性肝炎相關的腫瘤的多樣性以及侵襲性相關，而其致瘤性的降低與肝臟脂肪變性、肝細胞球囊化、肝細胞脂質堆積和肝臟炎癥的顯著減少有關[5]。這些結果表明，Nogo-B可能通過代謝調節促進癌變。在另一項檢測140 例HCC 組織中Nogo-B 表達的實驗中，高達80.7%的HCC 組織中Nogo-B 表達比鄰近非腫瘤肝組織高。研究發現，Nogo-B 通過調節IL-6/STAT3 信號通路參與肝癌細胞的增殖，促進其遷移及侵襲能力，從而增強其致瘤性[15]。Nogo-B的缺失顯著抑制肝癌細胞的增殖和遷移能力，這與Nogo-B在血管重塑中的作用有關。

Nogo-B參與肝臟代謝障礙、纖維化進程，通過促進肝癌細胞增殖和遷移促進HCC的發展，為肝臟疾病的治療提供了潛在靶點。

1.3 Nogo-B在心血管系統疾病中的作用

Nogo-B參與血管重塑，是維持血管穩態的重要調節劑[4]。機械性損傷Nogo-A/B-/-小鼠股動脈，內膜再生顯著增強。Nogo-B促進血管內皮細胞遷移，抑制血管平滑肌細胞遷移，導致Nogo-B缺陷小鼠的血管在受損之后異常擴張，這些結果表明Nogo-B與血管新內膜的形成有關[4]。

Nogo-B 是一種保守的內質網蛋白，具有維持內質網正常結構的功能[16-17]。研究表明Nogo-B 可能在心血管疾病中具有潛在調節作用，如急性冠脈綜合征和心絞痛[18]。內質網應激和自噬失調參與心肌肥厚的病理過程[19]，Nogo-B在肥厚心肌細胞中表達上調，可通過激活PERK/ATF4 信號通路和自噬通量缺陷抑制Nogo-B 表達，進一步促進心肌細胞肥大和心臟成纖維細胞的激活[20]。同時也有研究表明，全身性缺乏Nogo-A/B的小鼠可以免受心臟肥厚的影響，造成這種差別的原因可能是因為兩項研究中Nogo-B 的抑制程度不一致[21]。

Nogo-B在心血管生理中起著至關重要的作用，增加血管中Nogo-B的表達可以減弱血管炎癥和重塑[22]。血管生成在心肌梗死后的心臟再生中起重要作用，Notch信號通路介導了Nogo-B的心臟保護作用，從而在心肌梗死后血管生成中發揮關鍵作用[18]。Nogo-B在調節小鼠內皮細胞活性和血管功能方面具有重要作用[4]。內質網（ER）-線粒體單元的破壞介導肺動脈高壓（PAH）的發展。Nogo-B通過改變ER的結構使得ER與線粒體之間的距離增加，ER到線粒體的磷脂轉運和線粒體內Ca2+減少，線粒體依賴性凋亡受到抑制，導致血管內皮細胞過度增生，從而參與PAH的進展[23]。

內皮細胞功能障礙參與高血壓的發生發展，正常血壓的維持依賴于一氧化氮（NO）的釋放[24]。鞘氨脂-1-磷酸（S1P）通過其受體激活內皮型一氧化氮合酶（eNOS），在血管穩態和血壓控制中發揮重要作用[25]。Nogo-A/B-/-的小鼠血壓低于野生型對照小鼠，表明Nogo-B可能參與血壓的調控[26]。研究表明，Nogo-B在內皮細胞中通過抑制S1P合成限速酶絲氨酸棕櫚酰轉移酶（SPT）的活性，增加局部生成的鞘脂和S1P濃度，Nogo-A/B-/-小鼠由于Nogo-B 的系統性缺失導致S1P濃度下降，低濃度的S1P通過內皮細胞上的受體S1P1激活eNOS，促進NO分泌從而誘導血管舒張[26]。這一研究結果提示，Nogo-B通過局部S1P-S1P1-eNOS信號通路在血管張力的調節中具有重要作用。

此外，Nogo-B 還與增殖性糖尿病視網膜病變相關，Nogo-B通過PI3K/AKT信號通路促進視網膜內皮細胞血管生成[27]。因此，干預Nogo-B可能是糖尿病視網膜血管生成潛在的治療策略之一。

1.4 Nogo-B與巨噬細胞M1/M2 極化

Nogo-B在巨噬細胞中高度表達，通過調節巨噬細胞的極化和募集參與炎癥過程[17]。過表達Nogo-B 可促進巨噬細胞分泌腫瘤壞死因子α（TNF-α）和白介素1β（IL-1β）等細胞因子，增強其遷移活性，加速巨噬細胞的募集過程，從而在LPS介導的免疫應答中起到重要作用[28]。進一步的研究表明，Nogo-B 的缺失會影響趨化因子CCl2的表達，從而抑制巨噬細胞的遷移能力[29]。此外，Nogo-B的缺失也會影響肌動蛋白調節因子Rac以及肌動蛋白的激活，表明Nogo-B的缺失可能通過影響細胞骨架重排而降低其趨化性[30]。

Nogo-B 在肝臟Kupffer 細胞中的表達水平與酒精性肝病（ALD）的嚴重程度相關[17]。Nogo-B 參與ALD肝臟脂質沉積及炎細胞浸潤。敲除Nogo-B的小鼠在慢性乙醇飲食喂養后，肝臟脂肪變性程度、中性粒細胞浸潤程度及血漿甘油三酯水平顯著低于對照組。Nogo-B缺失減少了肝臟誘導型一氧化氮合酶（iNOS）陽性的M1 Kupffer 細胞數量，但增加了表達精氨酸酶-1（ARG-1）和IL-10 等抗炎基因的M2 Kupffer 細胞數量[17]。內質網應激在巨噬細胞M2 極化的誘導中起到關鍵作用[31]。Nogo-B 的缺失主要通過提高內質網應激水平促進Kupffer細胞M2 極化。體外實驗進一步證實Nogo-B通過調節Kupffer細胞M1 激活的標志物iNOS、IL-1β 參與巨噬細胞的M1 極化[17]。這些結果表明，Nogo-B通過促進Kupffer細胞M1 極化，抑制M2 極化參與ALD的進展。

除了在炎癥中發揮重要作用，Nogo-B 還參與腫瘤巨噬細胞的極化，包括腫瘤相關巨噬細胞（TAMs）。使用肝細胞癌條件培養基（HCM）培養巨噬細胞促進其M2 極化，檢測到Nogo-B表達上調，而敲除Nogo-B顯著抑制巨噬細胞M2 極化，表明Nogo-B可能參與肝細胞癌中TAMs的M2 極化[32]。

2 Nogo-A

Nogo-A 主要在中樞神經系統髓鞘少突膠質細胞中表達，其功能主要表現在對中樞神經系統生長和可塑性的高度抑制作用。研究表明，Nogo-A 可能通過影響生長相關基因的表達從而抑制中樞神經系統的可塑性[33]。Nogo-A 的兩個不同區域Nogo-A-Δ20 和Nogo-66 能夠抑制體外原代神經元的神經突向外生長，Nogo-A-Δ20 還抑制部分非神經元細胞的粘附和擴散[34]。研究發現，在脊髓損傷模型中，使用Nogo-A中和抗體進行急性治療，可以促進損傷軸突的再生發芽和生長[35]。Nogo-A 作為神經元網絡的穩定劑和調節劑，通過抑制神經元的突觸發育維持神經回路的穩定[33]。研究發現，Nogo-A 的表達與軸突再生呈負相關。Nogo-A 重組蛋白可抑制體外培養星形膠質細胞的突起生成[36]。

除了在中樞神經系統發揮功能外，Nogo-A 也在心肌疾病中發揮重要作用。血漿神經酰胺水平與心血管事件密切相關。Nogo-A 通過絲氨酸棕櫚酰轉移酶（SPT）抑制心肌細胞神經酰胺的合成，促進自噬通量和保護性自噬的早期發生，降低線粒體氧化應激，從而在病理性心肌肥厚中發揮一定的保護作用[37]。

3 Nogo-C

Nogo-C 主要表達于骨骼肌，在肝臟、血管平滑肌細胞和心臟等組織中均有不同程度的表達[38]。Nogo-C 在心肌梗死處心肌組織以及缺氧處理的心肌細胞中表達上調，并誘導心肌細胞凋亡[39]。下調Nogo-C的表達可降低體外二氯化鈷（CoCl2）誘導的心肌細胞凋亡比例，對心肌細胞有一定保護作用。進一步發現Nogo-C-/-小鼠心肌梗死后梗死面積下降和心功能顯著改善，表明敲除Nogo-C對心肌細胞有一定的保護作用[39]。

Nogo-C 不僅參與心肌梗死后心肌細胞的凋亡，也在一定程度上促進心肌梗死后心臟纖維化。心肌梗死后心臟以及體外轉化生長因子β1（TGF-β1）或血管緊張素II（AngII）誘導的成纖維細胞中Nogo-C 表達上調。Nogo-C通過上調結蹄組織生長因子（CTGF）、纖連蛋白（FN）和I 型膠原蛋白的表達水平促進細胞外基質的合成，從而導致心肌梗死后心臟纖維化。而下調Nogo-C 的表達則抑制AngII 誘導的促纖維原蛋白的表達，在一定程度上降低心肌梗死后心臟纖維化的水平，改善心肌梗死后的心功能[40]。進一步的研究表明，Nogo-C 通過抑制內質網膜上的Ca2+泄露通道蛋白Sec61α泛素化來穩定其表達，導致包漿內Ca2+濃度升高，從而促進心臟纖維化的進展。沉默心肌細胞Sec61α 的表達，可消除Nogo-C 誘導的促纖維化蛋白TGF-β1、CTGF、FN和I型膠原蛋白的表達增加[40]。

施萬細胞對于周圍神經損傷后的修復至關重要[41]。研究發現，Nogo-C能促進外周神經損傷后的神經元凋亡，降低髓鞘清除率，從而抑制周圍神經纖維再生。Nogo-C在損傷后的外周神經遠端表達增加，并通過誘導施萬細胞凋亡，抑制施萬細胞去分化以及抑制髓鞘解體，從而抑制損傷后施萬細胞對周圍神經的修復及再生進程[3]。

4 小結與展望

Nogo家族成員在體內分布廣泛，并在多種疾病及病理生理過程中發揮重要作用。Nogo-B 作為分布最廣泛的Nogo家族成員，對血管的正常發育至關重要，并在各種血管性疾病中發揮重要作用。Nogo-B 在血管中發揮允許作用，Nogo-B 的缺乏促進早期新內膜的形成。此外，Nogo-B在修復血管損傷，調節脂質代謝及調控巨噬細胞M1/M2 極化等進程中的作用機制研究，有利于我們理解糖尿病、血管成形術后再狹窄、高血壓、脂肪性肝硬化及炎癥等疾病狀態下的組織重塑調控途徑。鑒于Nogo-B 在機體的廣泛分布并參與多種疾病進程，深入研究Nogo-B的作用機制可能有利于尋找多種疾病的潛在治療靶點。

作為中樞神經系統損傷后軸突再生的主要髓鞘相關抑制劑，Nogo-A 通過與不同的細胞表面受體結合，限制各種可塑性過程，下調神經元生長機制相關信號從而維持神經元網絡的穩定。鑒于Nogo-A 對軸突再生的強烈抑制，解除Nogo-A 的限制作用允許損傷后神經元的結構和功能重排有必要進行深入研究。目前的研究揭示Nogo-C 抑制施萬細胞對周圍神經損傷后的修復和再生進程，并在心肌梗死后心臟纖維化的進程中發揮重要作用。

Nogo 家族成員在體內分布及參與的疾病進程復雜多樣，盡管目前已闡明Nogo 在部分疾病中的作用機制，但尚存爭議。因此，深入研究Nogo在不同疾病中的作用機制有望為未來的疾病診療提供新的潛在靶點。