ニューロトロフィン-3強化神経再生は、ミオシン重鎖を発現する筋肉繊維の回復を選択的に改善する2b

この研究の目的は、標的筋肉の再移動に対する神経栄養性3（NT-3）の強化された神経再生の効果を評価することでした。筋線維は、その機械的特性とミオシン重鎖（MHC）アイソフォーム組成に従って分類できます。スロータイプとMHC2Aまたは2Bの高速タイプの繊維を含むMHC1は、通常、モザイクパターンで分布しており、表現型は運動神経支配によって決定されます。除神経後、すべての繊維は高速タイプのMHC2B発現に切り替わり、萎縮も受けて筋肉量が失われます。再生後、速い繊維と遅い繊維の差別は戻りますが、分布と繊維のサイズは、再入力のレベルに応じて変化します。この研究では、NT-3の局所送達の有無にかかわらず、神経修復後最大8か月まで、ラットの胃胞子筋（同側および神経損傷の側面と対立）を収集しました。MHC1、2A、および2Bの表現型の変化は、免疫組織化学によって分析され、繊維の種類の割合、直径、およびグループ化は、コンピューター化された画像分析によって評価されました。8か月で、NT-3の局所送達により、コントロールと比較して胃胞子筋の重量が大幅に改善されました（NT-3グループ47％、対照的な正常筋肉の39％の体重; p <0.05）。NT-3の送達により、割合（NT-3 43.3％、コントロール35.7％; P <0.05）と直径（NT-3 87.8ミクロン、コントロール70.8ミクロン、P <0.05）の高速タイプ2Bファイバーが大幅に増加しました。再入国。この効果は、タイプ2B繊維に固有でした。他の繊維タイプでは正規化は見られませんでした。この研究は、NT-3強化された軸索再生が運動標的器官に有益な効果があることを示しています。また、NT-3は、2型筋線維の表現型を決定する運動ニューロンのサブセットに特異的に影響を与えている可能性があります。NT-3は神経を切断するために局所的に適用されたため、我々のデータは神経筋相互作用に対する神経栄養体の識別効果を示唆しています。これらの結果は、筋肉繊維が他の神経栄養因子に異なる反応を示し、神経損傷後の筋肉萎縮の予防におけるNT-3​​の潜在的な臨床的役割を示していることを意味します。

The purpose of this study was to evaluate the effect of neurotrophin 3 (NT-3) enhanced nerve regeneration on the reinnervation of a target muscle. Muscle fibers can be classified according to their mechanical properties and myosin heavy chain (MHC) isoform composition. MHC1 containing slow-type and MHC2a or 2b fast-type fibers are normally distributed in a mosaic pattern, their phenotype dictated by motor innervation. After denervation, all fibers switch to fast-type MHC2b expression and also undergo atrophy resulting in loss of muscle mass. After regeneration, discrimination between fast and slow fibers returns, but the distribution and fiber size change according to the level of reinnervation. In this study, rat gastrocnemius muscles (ipsilateral and contralateral to the side of nerve injury) were collected up to 8 mo after nerve repair, with or without local delivery of NT-3. The phenotype changes of MHC1, 2a, and 2b were analyzed by immunohistochemistry, and fiber type proportion, diameter, and grouping were assessed by computerized image analysis. At 8 mo, the local delivery of NT-3 resulted in significant improvement in gastrocnemius muscle weight compared with controls (NT-3 group 47%, controls 39% weight of contralateral normal muscle; P < 0.05). NT-3 delivery resulted in a significant increase in the proportion (NT-3 43.3%, controls 35.7%; P < 0.05) and diameter (NT-3 87.8 micron, controls 70.8 micron; P < 0.05) of fast type 2b fibers after reinnervation. This effect was specific to type 2b fibers; no normalization was seen in other fiber types. This study indicates that NT-3-enhanced axonal regeneration has a beneficial effect on the motor target organ. Also, NT-3 may be specifically affecting a subset of motoneurons that determine type 2b muscle fiber phenotype. As NT-3 was topically applied to cut nerves, our data suggest a discriminating effect of the neurotrophin on neuro-muscular interaction. These results would imply that muscle fibers may be differentially responsive to other neurotrophic factors and indicate the potential clinical role of NT-3 in the prevention of muscle atrophy after nerve injury.