修正大脑和脊髓损害可能是医学界最艰巨的应战之一。直到最近,这好像仍是一项不可能完结的使命。
北京时间4月16日,宣布在《Nature》上的一项新研讨中,美国加州大学圣地亚哥分校领导的研讨团队发现,当成年脑细胞遭到损害时,它们会康复到胚胎状况:在未老练状况下,这些细胞能够从头成长出新的衔接,以在恰当的条件下协助康复失掉的功用。
研讨通讯作者、加州大学圣地亚哥分校医学院神经科学教授、转化神经科学研讨所主任Mark Tuszynski说:“运用现代神经科学、分子遗传学、病毒学和核算等令人难以置信的东西,咱们初次确认了一个成年脑细胞中的悉数基因是怎么自我重置以完成再生的。这让咱们从根本上了解了在转录水平上再生是怎么发作的。”
运用小鼠模型,Tuszynski及其团队发现,在受伤后,成年大脑中的老练神经元会康复到胚胎状况。
图片来自:Nature
Tuszynski说:“谁会想到是这样呢?就在20年前,咱们还以为成年大脑是静态、终末分解、彻底树立和不变的。”
但此前,Salk生物研讨所所长、加州大学圣地亚哥分校兼职教授Fred Gage和其他学者的研讨发现,新的脑细胞不断在海马体和脑室下区发生,并在一生中不断地弥补这些大脑区域。
Tuszynski说:“咱们的作业进一步完善了这个概念。大脑自我修正或替换的才能并不局限于这两个区域。相反,当一个成年的大脑皮层细胞遭到损害时,它会在转录水平上康复到胚胎的皮层神经元。在这种远不老练的状况下,假如供给一个成长的环境,它能够再生轴突。在我看来,这是这项研讨最令人震惊的特色。”
为了供给一个令人鼓舞的再生环境,该团队研讨了脊髓损害后受损神经元的反响。
近年来,研讨人员现已显着提高了运用移植神经干细胞影响脊髓损害修正和康复损失功用的可能性,主要是经过诱导神经元在损害部位延伸轴突,从头衔接被堵截的神经。
例如上一年,Tuszynski参加的一个多学科团队描绘了运用3D打印植入物促进大鼠脊髓损害中的神经细胞成长、康复衔接和损失的功用。
这项最新的研讨发生了第二个惊人的成果:在促进神经成长和修正方面,一个重要的遗传途径涉及到亨廷顿基因(HTT),当HTT骤变时,会导致亨廷顿病,也称作亨廷顿舞蹈症。这是一种缓慢起病的遗传性神经退化疾病,在人群中发病率为万分之一左右,其特征是大脑中的神经细胞逐步溃散。
Tuszynski的团队发现,“再生转录组”,即皮质脊髓神经元运用的信使RNA分子的调集,是由HTT基因保持的。在缺少HTT基因的小鼠中,脊髓损害后的神经元轴突出芽和再生显着削减。
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Tuszynski说:“尽管已有许多研讨企图了解为什么亨廷顿基因骤变会导致疾病,可是关于该基因的正常效果咱们却知之甚少。这项新研讨标明,亨廷顿基因关于促进大脑神经元的修正至关重要。因而,该基因的骤变将导致成年神经元失掉自我修正功用。这反过来又可能会引起缓慢神经元退化,从而导致亨廷顿病。”
参考文献:
Injured adult neurons regress to an embryonic transcriptional growth state
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