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研究提供了重新布线脊髓的早期方法

多年来,研究人员一直认为,脊髓损伤后形成的疤痕会积极阻止受损神经元的生长。在一项啮齿动物的研究中,由美国国立卫生研究院(National Institutes of Health)支持的科学家表明,他们可以克服这一障碍,并通过转回神经元的时钟使其重新进入早期生长状态,从而重新连接切断的脊髓神经。一旦发生这种情况,就可以诱导神经元在疤痕组织中重新生长。这项研究得到了美国国立卫生研究院(NIH)的国家神经疾病和中风研究所(NINDS)的支持。

“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计划总监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机制很重要,这种机制可能有一天可能被用于开发潜在的脊髓损伤治疗方法。”

神经元通过称为轴突的长投射相互发送信号。当脊髓受伤时,许多这些轴突都被切断,导致损伤部位以下的感觉和/或瘫痪。作为响应,在受损组织内会形成疤痕,尽管轴突可能会短暂地试图长出,但此过程并不成功。由于神经元之间的这些连接最初是随着身体的发育而建立的,因此研究人员寻求恢复这些发育条件,以潜在地帮助受损的脐带愈合。

加州大学洛杉矶分校脑科学研究所教授,该研究的高级作者迈克尔·V·索弗罗涅夫(Michael V. Sofroniew)医学博士说:“脊髓在发育后会关闭几种生长方式。”“我们想看看在受伤后我们是否可以重新激活这些模式,以及是否会导致轴突再生。”

使用小鼠和大鼠脊髓损伤模型,加州大学洛杉矶分校的研究人员及其在波士顿哈佛医学院的合作者瑞士洛桑的瑞士联邦理工学院研究了再生过程的三个组成部分。

首先,他们试图通过重新激活产生原始连接的生长程序,从基因上改变神经元的时钟,特别是看起来像他们试图再生的神经元。尽管在成年人中不活跃,但神经元仍携带早期生长期间使用的程序。通过注入含有与此程序相关基因的病毒,研究人员能够将脊髓神经元回复到可能发生轴突生长的状态。

第二,新的轴突需要穿过受损的组织。通常,不断增长的轴突沿着在疤痕组织中未发现的分子铺满的高速公路移动。在用含有促进生长的蛋白质的组合的凝胶注入损伤部位后,科学家们发现轴突支持分子的增加,有效地为损伤提供了一条“道路”。

最后,不断增长的轴突需要离开受伤部位并找到目标。在发育过程中,神经元释放称为趋化因子的蛋白质,这些蛋白质会轴突回位。为了模拟这一点,研究人员在损伤部位以外的路径中注入了趋化蛋白,并发现这些“化学面包屑”成功地导致了轴突完全穿过损伤部位生长。

秒速飞艇官网如果没有提供三种治疗方法中的任何一种(生长程序的病毒激活,轴突旅行路径的形成以及化学趋化剂的添加),则只有极少的(如果有再生)。相反,当按所述顺序使用所有三个时,神经元会稳健生长。数十或数百个轴突穿过疤痕,并与另一侧的神经元重新连接。

秒速飞艇官网尽管他们的结果表明,新的连接可以在整个伤口上传导电信号,但啮齿动物的移动效果却更好。但是,Sofroniew博士强调这并不意外。

他解释说:“我们希望这些再生长的轴突的行为非常像我们在开发中看到的新轴突。”“就像新生儿必须学会走路一样,这些新形成的回路可能需要进行训练才能看到功能恢复。”

脊髓损伤每年在美国影响约12,500人,估计美国目前有276,000人居住具有脊髓损伤的长期影响。脊髓损伤的研究目标是恢复因损伤而切断的连接,以恢复功能。

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