科学家鉴定了一组修复神经纤维的蛋白质

德国神经退行性疾病中心(DZNE)的科学家已经鉴定出一组蛋白质,这些蛋白质有助于再生受损的神经细胞。他们的发现发表在《神经元》杂志上。

人们普遍认为,中枢神经系统的神经元在不再需要它的时候会关闭它们的生长能力;这通常发生在它们找到目标细胞并建立了突触之后。然而,最近的发现表明,旧的神经细胞有可能再生并修复与年轻神经元相似的损伤。这种复兴的基本机制现在已经在由弗兰克·布雷德克教授和波恩大学的科学家们共同领导的实验室研究中被发现。

事实上,这是非常令人惊讶的。当然,年轻的和成年的神经细胞并没有共同的机制。神经元在胚胎发育过程中表现出旺盛的生长。另一方面,成熟的神经细胞通常不生长,不能再生。我们的研究表明,尽管成人细胞的生长能力受到抑制,但神经元仍保持生长和再生的倾向。”

Frank Bradke,DZNE教授

Bradke和同事们发现,某些启动年轻神经元生长的蛋白质对于这些过程至关重要。”这些蛋白质是生长能力的关键调节器,与发育阶段无关。它们作用于细胞的支撑结构,从而触发动态过程,这是生长和再生的先决条件,”神经生物学家说。

少年成长型人才

事实上,神经元只在胚胎发育过程中显示出它们的生长才能。在这一阶段,它们形成长长的突起(称为“轴突”),以便连接并传输信号。然而,当神经系统达到成年阶段时,损伤后的生长和再生能力会减弱。只有“外围”的神经元,例如胳膊和腿上的神经元,才能保留修复受损连接的明显潜能。然而,如果脊髓中的轴突被切断,它们就不会再生:因此,神经冲动的通路仍然受到干扰。这会导致瘫痪和其他严重残疾。

一个特殊的蛋白质家族

“一段时间以来,我们一直在想,是否有可能重新激活在早期发展阶段表现出来的过程。这可能是一种触发成人神经元再生的方法,”塞巴斯蒂安·杜普拉兹说,他是布拉德克实验室的博士后研究员,也是目前这项研究的主要作者。近年来,波恩的科学家们发现了影响神经元生长的各种因素。某些蛋白质——那些属于“cofilin/adf”家族的蛋白质——被证明起到了关键作用:在胚胎发育过程中,这些分子控制着最终进化成轴突的细胞突起的形成。在我们最近的研究中,我们发现正是这些蛋白质推动了生长和再生,成人神经元也是如此,”杜普拉兹说。

分子溶解

在接受四足神经刺激治疗的患者中,相关的神经转移手术可以恢复上肢功能,这可以帮助最常见类型的中风患者发现神经纤维瘤的起源,神经纤维瘤在NF1患者的整个皮肤中发展。科学家发现,生长神经元的再生是由肌动蛋白丝的转换所推动的。这些弦状分子属于分子支架,它赋予细胞形态和稳定性。cofilin/adf家族的蛋白质部分溶解了这种紧身衣。只有通过这种分裂,细胞的结构才能改变,神经元才能生长和再生。”未来再生干预的一个方法可能是针对肌动蛋白,”DZNE科学家芭芭拉·沙夫兰,当前研究的另一位主要作者提到。

研究人员在小鼠和大鼠的神经细胞中观察到这些过程。所检测的神经元属于“背根神经节”。这是一束连接脊髓和周围神经系统的神经元。每个细胞都有两个轴突:一个中心轴突和一个外周轴突。外周轴突损伤后能再生。人们早就知道,中枢轴突也可以再生,但前提是它的周边对应物以前已经受损。”布拉德克说:“为什么这样的序列还不清楚。”我们将在未来对此进行调查。”

对基础研究的贡献

波恩的科学家们一步一步地试图了解是什么使神经元生长和再生。这是一个漫长的过程。因此,布雷克降低了对脊髓损伤治疗快速进展的预期。”我们做研究是为了为将来的治疗奠定基础。但不幸的是,你必须耐心等待新的治疗方法的发展。这是很长的路要走,”他说。

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