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膜相关周期性骨架（membrane-associated periodic skeleton, MPS）是一种位于膜下的晶格结构，由肌动蛋白环和血影蛋白四聚体组成，沿轴突每隔190 nm重复一次，并维持机械稳定性。在变性过程中，MPS的丧失先于轴突碎裂发生；然而，在损伤后轴突再生过程中，MPS重新形成的程度和时序尚不明确。我们采用受激发射损耗（stimulated emission depletion, STED）显微镜，追踪机械性轴突切断后小鼠皮层神经元、人iPSC来源皮层神经元以及人iPSC来源运动神经元再生轴突中βII-血影蛋白的周期性。再生中的轴突起初缺乏周期性的βII-血影蛋白组织，尤其是在生长锥附近。在8至15天内，中间轴突区域的周期性得到部分恢复，而远端节段仍处于无序状态。我们发现，无论通过药理学方法还是通过CRISPRi降低Rho激酶ROCK-2活性，均可促进轴突再生，并使MPS恢复速率加快5倍，在损伤后3天即达到接近正常的水平。 为鉴定关键效应因子，我们在损伤条件和ROCK-2受抑制条件下，对βII-血影蛋白复合物进行了共免疫沉淀质谱分析。肌球蛋白5A（myosin 5A, MYO5A）与血影蛋白的结合在损伤后显著升高，并在ROCK-2缺失时进一步增加。功能实验表明，MYO5A位于ROCK-2下游。敲低MYO5A可消除ROCK-2缺陷神经元增强的再生能力，而过表达MYO5A则可提高野生型神经元的再生能力。耗竭MYO5A还会部分破坏健康、未损伤轴突中βII-血影蛋白的周期性，表明在生理条件下维持MPS也需要MYO5A。STED成像显示，ROCK-2沿轴突以190 nm间隔呈周期性排列，提示其调控局部晶格结构。这些发现界定了一条ROCK-2/MYO5A通路，将一种可靶向的激酶与纳米尺度的细胞骨架修复及轴突再生联系起来。
肌球蛋白5A介导ROCK-2抑制响应下轴突再生过程中的膜相关周期性骨架重组 | bioRxiv
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肌球蛋白5A介导ROCK-2抑制响应下轴突再生过程中的膜相关周期性骨架重组
Atrayee Basu，Elisa M Howard，Tanina Arab，Nabab Khan，Jean Kanyo，TuKiet Lam，Stephen M. Strittmatter
doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.09.737468
Atrayee Basu 1 耶鲁大学；
Elisa M Howard 1 耶鲁大学；
Tanina Arab 1 耶鲁大学；
Nabab Khan 1 耶鲁大学；
Jean Kanyo 2 耶鲁大学
TuKiet Lam 1 耶鲁大学；
Stephen M. Strittmatter 1 耶鲁大学；
Stephen M. Strittmatter 的 ORCID 记录
通讯作者： stephen.strittmatter{at}yale.edu
摘要
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摘要
膜相关周期性骨架（membrane-associated periodic skeleton, MPS）是一种位于膜下的晶格结构，由肌动蛋白环和血影蛋白四聚体组成，沿轴突每隔190 nm重复一次，并维持机械稳定性。在变性过程中，MPS的丧失先于轴突碎裂发生；然而，在损伤后轴突再生过程中，MPS重新形成的程度与时间过程尚不明确。我们采用受激发射损耗（stimulated emission depletion, STED）显微镜，在机械性轴突切断后，追踪来源于小鼠皮层神经元、人诱导多能干细胞（iPSC）来源皮层神经元以及人iPSC来源运动神经元的再生轴突中βII-血影蛋白的周期性。再生中的轴突起初缺乏周期性的βII-血影蛋白组织，尤其在生长锥附近更为明显。在8至15天内，中间轴突区域的周期性得到部分恢复，而远端节段仍然保持无序。我们发现，无论通过药理学方法还是通过CRISPRi降低Rho激酶ROCK-2活性，均可促进轴突再生，并将MPS恢复速率提高5倍，使其在损伤后3天达到接近正常的水平。为鉴定关键效应因子，我们在损伤和ROCK-2抑制条件下，对βII-血影蛋白复合物进行了共免疫沉淀质谱分析。肌球蛋白5A（MYO5A）与血影蛋白的结合在损伤后显著增加，并在ROCK-2缺失时进一步升高。功能实验表明，MYO5A位于ROCK-2下游。敲低MYO5A可消除ROCK-2缺陷神经元增强的再生能力，而在野生型神经元中过表达MYO5A则可提高再生能力。耗减MYO5A还会在健康、未损伤轴突中部分破坏βII-血影蛋白的周期性，表明在生理条件下维持MPS也需要MYO5A。STED成像显示，ROCK-2沿轴突以190 nm间隔呈周期性排列，提示其调控局部晶格结构。这些发现界定了一条ROCK-2/MYO5A通路，将一种可靶向激酶与纳米尺度细胞骨架修复及轴突再生联系起来。
利益冲突声明
已声明资助信息
美国国立卫生研究院， https://ror.org/01cwqze88 ，R35NS097283
版权
本预印本的。 本文依据 CC-BY 4.0 国际许可协议公开。
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发布于 2026年7月13日。
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Atrayee Basu，Elisa M Howard，Tanina Arab，Nabab Khan，Jean Kanyo，TuKiet Lam，Stephen M. Strittmatter
bioRxiv 2026.07.09.737468； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.09.737468
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肌球蛋白5A介导ROCK-2抑制响应下轴突再生过程中的膜相关周期性骨架重组
Atrayee Basu，Elisa M Howard，Tanina Arab，Nabab Khan，Jean Kanyo，TuKiet Lam，Stephen M. Strittmatter
bioRxiv 2026.07.09.737468； doi： https://doi.org/10.64898/2026.07.09.737468
📄 原文链接：https://www.biorxiv.org/content/10.64898/2026.07.09.737468v1?rss=1
🏷️ 轴突再生 膜相关周期性骨架 ROCK-2 肌球蛋白5A 神经元细胞骨架