摘要:中枢神经系统起源于胚盘的外胚层。在发育过程中,神经元脱离外胚层并向内迁移,占据脑和脊髓,形成中枢神经系统的主要成分。Sonic Hedgehog(SHH)的表达已在中胚层和神经管中被检测到。Hedgehog(HH)基因家族的表达产物是一系列分泌蛋白,可作用于细
中枢神经系统起源于胚盘的外胚层。在发育过程中,神经元脱离外胚层并向内迁移,占据脑和脊髓,形成中枢神经系统的主要成分。Sonic Hedgehog(SHH)的表达已在中胚层和神经管中被检测到。Hedgehog(HH)基因家族的表达产物是一系列分泌蛋白,可作用于细胞内和远端细胞以调节相关基因的表达水平。在哺乳动物中,沙漠hedgehog、印度hedgehog和SHH是同源的HH家族成员。在3种HH基因中,SHH基因首次在果蝇的wingless突变。它在人类组织中广泛表达,参与四肢、皮肤、毛发、耳蜗、轴骨、肺、大脑和脊髓的发育。SHH、Patched1(PTCH1)、Smoothed(SMO)和胶质瘤相关致癌基因(GLI)是SHH信号传导通路的核心蛋白。此外,一系列高度协调的配体、受体、细胞质信号分子、转录因子和共调节因子共同调控该通路控制的生物功能。SHH信号通路相关的机制复杂,不同通路之间存在串扰,且多种蛋白质共享同一靶蛋白,使得SHH的功能广泛。因此,中国湖南中医药大学科技创新中心孟盼团队在《中国神经再生研究(英文)》(Neural Regeneration Research)发表的综述文章中总结了SHH及其信号通路(包括非经典信号通路)的机制、其与中枢神经系统(CNS)的深层联系、SHH对中枢神经系统疾病的影响及其治疗效果。
鉴于中枢神经系统疾病在临床实践中具有深远的复杂性和持续的难治性,患者和医疗保健提供者面临巨大的情感和实际负担。因此,揭示调控中枢神经系统功能的分子机制对于加深对神经发生和缓解线粒体功能障碍的理解至关重要。近年来,对脑和脊髓中SHH信号传导的研究取得了显著进展,这极大地拓展了对这一关键通路的认识。SHH信号通路的激活对中枢神经系统产生深远影响,包括神经元细胞命运决定、神经发生、轴突导向、神经递质分泌以及线粒体分化。这凸显了其在广泛神经学现象中的复杂参与。值得注意的是,SHH激活在不同中枢神经系统疾病中引发多样化反应,且其作用效果在同一疾病中可能存在时间变异性。
由于经典和非经典SHH信号传导通路对中枢神经系统的同时影响,其综合效应广泛。然而,必须强调的是,中枢神经系统的复杂性超越了任何单一分子机制的调控。因此,利用SHH信号传导通路治疗中枢神经系统疾病代表了一种有前景但不全面的治疗途径。随着研究深入揭示非典型通路机制,SHH信号传导的意义持续扩展,同时推动新型潜在药物的开发。因此,将这些发现转化为临床应用已成为当务之急。此外,随着技术持续进步,如CRISPR基因编辑、单细胞测序及人工智能技术的进一步应用,对SHH信号通路的研究将更加精细化和系统化。这些技术将有助于更好地理解SHH信号通路的调控机制。
文章来源:Li N, Wen S, Li D, Shi Y, Mei Z, Liu D, Yang H, Wang Y, Lin X, Xiang Y, Wen H, Meng P (2026) Research progress on the Sonic Hedgehog signaling pathway in the central nervous system: Novel insights. Neural Regen Res 21(6):2124-2140.
来源:中国神经再生研究杂志