九月18,2018

跨疤痕脊髓组织再生神经元

乍看上去

  • 研究人员使用三管齐下的方法刺激神经元在啮齿动物的疤痕脊髓组织中生长。
  • 该发现揭示了对脊髓损伤后恢复感觉或运动背后的分子基础的更好理解。
整个脊髓损伤处生长的轴突的显微镜图像 研究人员开发了一种方法来帮助轴突(红色)在脊髓损伤(绿色区域的间隙)中重新生长。置于损伤中心(D1)的凝胶释放了促进生长的蛋白质。放置在D2处的凝胶释放了再生神经元向其移动的化学靶标。 Sofroniew实验室

在突然,创伤性的脊柱撞击(例如车祸或跌倒)后,人们可能会伤害脊髓。脊髓损伤可导致受伤部位以下的感觉丧失和/或瘫痪。

当脊髓受伤时,在受损组织内会形成疤痕。多年来,研究人员一直认为,脊髓损伤后形成的疤痕可以有效地防止受损的神经元(向大脑和从大脑传递信息的细胞)再生。

由加利福尼亚大学洛杉矶分校的Michael V. Sofroniew博士领导的一个研究小组开发了一种三管齐下的方法来在小鼠和大鼠脊髓损伤模型中的疤痕组织中生长神经元。该研究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。结果在线发布于 性质 上八月29,2018.

首先,研究小组对小鼠和大鼠脊髓损伤模型中的脊髓原神经元进行了遗传重编程。他们注入了含有三个特定基因的病毒,神经元在正常发育过程中使用了这些基因。

接下来,研究人员为重编程的神经元在损伤部位生长提供了支持环境。他们设计了一种凝胶,以提供促进生长的蛋白质的组合,其中包括成纤维细胞生长因子2(FGF2)和表皮生长因子(EGF)。他们将凝胶放在受伤的中心。

最后,研究小组试图模仿正常发育过程,在该过程中释放称为“化学吸引剂”的分子作为生长神经元向其移动的靶标。他们在损伤部位以外的路径中注入了趋化蛋白,以哄骗神经元在损伤部位生长。

研究小组发现,当所有三个因素都存在时,神经元会强劲生长。如果省略这三种处理中的任何一种,则几乎没有再生,如果有的话。

神经元穿过疤痕组织,并与另一侧的神经元形成连接。重生的神经元可以在损伤部位传导电信号。但是,这并不意味着啮齿动物的活动能力有所提高。这可能是因为新形成的电路通常需要经过培训才能生效。需要更多的研究来测试电路是否可以被训练来恢复啮齿动物的活动性。

“几十年来,研究人员一直在尝试使切断的神经元在脊髓损伤后重新生长,并与另一侧的神经元重新连接。 NINDS计划主管Lyn Jakeman博士说:“这项研究表明,这可能需要操纵三个关键的增长过程。” “这些见解对于理解损伤和再生的机制非常重要,这种损伤和再生的机制可能有一天可以用于开发潜在的脊髓损伤治疗方法。”

相关链接

参考文献: 所需的生长促进剂在整个脊髓损伤中推动轴突再生。 Anderson MA,O'Shea TM,Burda JE,Ao Y,Barlatey SL,Bernstein AM,Kim JH,James ND,Rogers A,Kato B,Wollenberg AL,Kawaguchi R,Coppola G,Wang C,Deming TJ,He Z, Courtine G,Sofroniew MV。 性质。 2018年8月29日。doi:10.1038 / s41586-018-0467-6。 [Epub提前发行] PMID:30158698。

资金: 美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所(NINDS); Miriam博士和Sheldon G. Adelson医学基金会;国际截瘫研究基金会; ALARME基金会;宋塔巴协会;克雷格·尼尔森基金会;欧洲研究理事会;美国瘫痪退伍军人基金会;瑞士国家科学基金会;加州大学洛杉矶分校广泛干细胞研究中心; Wyss生物与神经工程中心;和生命之翼。