2015年11月9日

分子证明中风后大脑修复的关键

乍看上去

  • 科学家发现,一种名为生长与分化因子10(GDF10)的分子在中风后的修复机制中起着关键作用。
  • 该研究的见识将为将来促进中风恢复的疗法研究提供参考。
神经元。 结果,暴露于GDF10的神经元增长了更多的联系。加州大学洛杉矶分校

当流向大脑的血液中断时,就会发生中风。没有富含氧气和营养的血液,脑细胞就会开始死亡。中风后的恢复取决于称为轴突发芽的过程,其中健康的神经元发出新的预测或延伸。这些“芽苗菜”在脑细胞之间产生新的连接,或重建一些在中风期间丢失或损坏的连接,从而导致部分恢复。

先前的研究表明,一种叫做生长和分化因子10(GDF10)的蛋白质参与了轴突发芽的早期阶段。加利福尼亚大学洛杉矶分校的S. Thomas Carmichael博士和他的同事们对GDF10进行了仔细研究,以确定它如何对这一过程做出贡献。他们的工作得到了美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所(NINDS)的部分支持。调查结果于2015年10月26日在线发布于 自然神经科学.

通过检查中风的动物模型以及来自人体解剖的脑组织,研究小组发现GDF10在中风后很早就被激活。研究人员使用啮齿动物神经元和干细胞来源的人类神经元,发现GDF10刺激了轴突的生长并增加了轴突的长度。

为了查看GDF10是否对中风后的功能恢复很重要,研究人员在生物聚合物水凝胶中用GDF10处理了中风的小鼠模型,该水凝胶在2至3周的时间内将蛋白质释放到损伤部位。与对照动物相比,治疗的动物明显更快地执行各种运动任务,并且卒中后的错误更少。相反,当研究人员阻止GDF10的生产时,这些动物在运动任务上的表现不佳,这表明如果没有GDF10,修复机制就会受到损害。

为了了解GDF10可能起作用的途径,研究人员在中风后分离了皮质神经元,并检查了它们的基因表达谱。为了查看修复机制是否与正常发育期间轴突发芽相似(当小鼠形成新的连接时),他们还检查了幼鼠的皮质神经元。分析显示,中风后GDF10影响了一组与发育相关的基因。

“我们发现再生是受伤后大脑中的独特程序。它不仅仅是开发2.0,其使用的系统与神经系统形成时所采用的机制相同。” Carmichael说。

NINDS中风项目主管Francesca Bosetti博士说:“这些发现有助于阐明中风后的修复机制。” “鉴定这种关键蛋白将进一步增进我们对大脑如何从中风的破坏性影响中自我治愈的认识,并可能有助于制定新的治疗策略以促进康复。”

相关链接

参考文献: GDF10是中风后轴突发芽和功能恢复的信号。 Li S,Nie EH,Yin Y,Benowitz LI,Tung S,Vinters HV,Bahjat FR,Stenzel-Poore MP,Kawaguchi R,Coppol G,Carmichael ST。 Nat Neurosci。 2015年10月26日。doi:10.1038 / nn.4146。 [Epub提前发行]。 PMID:26502261。

资金: 美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所(NINDS);美国心脏协会;理查德·默金(Richard Merkin)神经修复基金会; Miriam博士和Sheldon G. Adelson医学研究基金会;以及Edwin W.和Catherine Davis基金会。