神經元的細胞骨架由微管、微絲和神經絲（NFs）組成。神經絲屬于中間絲（IFs），其名稱源于其特征性的直徑為 8-10 nm，介于肌動蛋白絲（6 nm）和微管（24 nm）之間。它們的長度高度可變，可達到數微米。神經絲僅存在于神經元中，是哺乳動物軸突中最豐富的結構成分之一，它們決定了軸突的形狀和直徑。軸突的直徑是影響神經傳導速度的一個重要參數。

神經絲的結構、組成

成熟異聚體神經絲的主要成分是神經絲 L（NF-L）、神經絲 M（NF-M）和神經絲 H（NF-H），它們都是 IV 型中間絲（圖 1）。L、M 和 H 分別代表低（約 70 kDa）、中（約 160 kDa）和高分子量（約 200 kDa）。在 SDS-PAGE 中觀察到的表觀分子量與理論預測值差異顯著，這是由于它們含有大量帶電氨基酸以及高度的翻譯后修飾（圖 2）。

除了 NF-L、NF-M 和 NF-H 之外，神經絲還可以包含 α-internexin，這是一種額外的 IV 型中間絲。然而，peripherin，一種 III 型中間絲，僅存在于周圍神經系統(tǒng)的神經絲中（PNS）（圖 1）。

圖 1：神經絲蛋白的結構域。所有神經元中間絲都由一個 N 端頭結構域、一個由卷曲螺旋 1a、1b 和 2a/b 組成的中心卷曲核心以及一個可變的 C 端尾結構域組成。

Nestin，另一種神經元 IF，在 CNS 發(fā)育過程中，僅由早期胚胎神經上皮干細胞短暫表達。在分化過程中，該蛋白被下調，并被其他組織特異性中間絲取代。所有神經元中間絲都具有相同的結構域，包括一個氨基末端頭結構域、一個由卷曲螺旋 1a、1b 和 2a/b 組成的中心卷曲核心（桿結構域）以及一個可變的羧基末端尾結構域（圖 1）。

圖 2：在小鼠腦勻漿中檢測神經絲 L、M 和 H（堿性磷酸酶染色）。觀察到的有效分子量與理論值差異顯著：

NF-L：61.5 kDa

NF-M：95.9 kDa

NF-H：117 kDa

在神經絲組裝的第一步中，NF-L 或 α-internexin 通過其保守的桿結構域的平行結合，與任何其他神經元 IF 二聚化，形成卷曲螺旋二聚體。兩個二聚體以交錯的反平行方式組裝，形成四聚體。這種四聚體通常被稱為神經絲的基本亞單位或構建塊。它們結合形成單位長度絲（ULFs），然后通過軸向聚集形成未成熟絲（圖 3）。在最后的成熟步驟中，通過徑向壓縮形成最終的“瓶刷”絲，其表面裝飾有靈活的 C 末端尾（圖 3）。

圖 3：神經絲組裝始于 NF-L 或 α-internexin 與任何其他神經元 IF 蛋白的平行二聚化，形成卷曲螺旋二聚體。兩個卷曲螺旋二聚體以半交錯的方式組裝，形成反平行四聚體。四聚體的側向聚集導致形成單位長度絲（ULF）。ULFs 的軸向聚集導致形成直徑約為 16 nm 的未成熟絲。在隨后的徑向壓縮步驟中，分子絲緊密堆積，構成最終的 10 nm“瓶刷”絲，其表面裝飾有神經絲的靈活 C 末端尾。

神經絲的翻譯后修飾（PTMs）和功能

根據其數量和堆積密度，組裝后的神經絲是決定軸突直徑的主要結構成分，而軸突直徑是影響軸突沖動傳導的一個重要因素。

在發(fā)育早期，軸突是比較狹窄的結構，其中包含相對較少的神經絲。在發(fā)育后期，特化的軸突髓鞘化，并且同時積累更多的神經絲，導致徑向生長高達 5 倍。一個大的髓鞘化軸突在一個橫截面上可能包含數千條神經絲。

神經絲作為標記蛋白

神經絲僅存在于神經元中，是成熟神經系統(tǒng)最早可識別的特征之一。由于神經絲在軸突中大量積累，它們是這種細胞區(qū)域在多種應用中的有價值的一般標記蛋白，如免疫細胞化學（ICC）（圖 4a）、免疫組織化學（IHC 和 IHC-P）（圖 4b、c 和 d）以及西方印跡（WB）（圖 2）。Peripherin 可用于特異性地區(qū)分來自 PNS 和 CNS 的神經元（圖 4 c 和 d）。神經絲也可以作為血液和腦脊液（CSF）中的有價值生物標志物，因為它們的水平在神經退行性或創(chuàng)傷性疾病引起的神經軸突損傷后會增加。這種神經軸突損傷也可以在組織學水平上觀察到。在中風模型中，誘導缺血后神經絲的完整性降低。在完整神經元中被掩蓋的抗體表位變得可及，導致在受缺血影響的大腦區(qū)域的免疫反應性增強。

Synaptic Systems 提供了針對不同 NF 物種的廣泛物種面板的多克隆和單克隆抗體，涵蓋了上述提到的大部分應用。

圖 4 a：用兔抗神經絲 H（171 108，紅色）、豚鼠抗 MAP 2（188 004，綠色）和小鼠抗突觸素 1（106 011，藍色）對 PFA 固定的大鼠海馬神經元進行間接免疫染色。

圖 4 b：用小鼠抗神經絲 L（171 011，紅色）對 PFA 固定的小鼠海馬切片進行間接免疫染色。細胞核通過 DAPI 染色（藍色）可視化。

圖 4 c：用豚鼠抗 Peripherin 1（424 004；紅色）對 PFA 固定的小鼠橋腦進行間接免疫染色。細胞核通過 DAPI 染色（藍色）可視化。染色前進行了抗原修復。

圖 4d ：用豚鼠抗 Peripherin 1（424 004；DAB）對 PFA 固定、石蠟包埋的小鼠小腸進行間接免疫染色。細胞核通過蘇木精染色（藍色）可視化。

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