就像电网中的电力线一样,从神经元向外生长的长丝状突起——被称为轴突的结构——形成了从大脑到身体各个部位的相互连接的通信网络。但与可以修复的输电线中断不同,轴突的断裂是永久性的。每年都有成千上万的患者面临这一现实,他们因脊髓损伤和轴突严重受损或切断的相关疾病而面临终生的感觉和运动功能丧失。
然而,天普大学刘易斯·卡茨医学院(LKSOM)的科学家们的新研究表明,由于一种被称为Lin28的分子调节细胞生长,这些损伤的功能恢复是可能的。在该杂志在线发表的一项研究中分子治疗,坦普大学的研究人员描述了Lin28的能力——当其表达高于正常水平时——可以促进脊髓损伤或视神经损伤小鼠的轴突再生,从而修复身体的通信网格。
“我们的研究结果表明,Lin28是轴突再生的主要调节剂,也是中枢神经系统损伤的有希望的治疗靶点,”医学博士、解剖学和细胞生物学教授、天普大学刘易斯卡茨医学院Shriners医院儿科研究中心教授、这项新研究的高级研究员李舒欣解释说。爱博网投领导者该研究首次证实了Lin28上调在动物损伤脊髓中的再生能力。
李博士说:“我们对Lin28作为神经元再生的靶标很感兴趣,因为它是干细胞活动的守门人。”“它控制着维持干细胞或允许它们分化的开关,并可能有助于轴突再生等活动。”
为了探索Lin28对轴突再生的影响,李博士及其同事开发了一种小鼠模型,在这种模型中,动物在一些组织中表达额外的Lin28。长大后,这些动物被分成脊髓损伤组或连接视网膜的视神经束损伤组。
另一组具有正常Lin28表达和类似损伤的成年小鼠被注射了一种病毒载体(一种载体)来检测Lin28分子对组织修复的直接影响。
在所有情况下,额外的Lin28刺激了远距离轴突再生,尽管在损伤后注射Lin28观察到最显著的效果。在脊髓损伤小鼠中,注射Lin28使轴突生长到轴突损伤区域以外3毫米以上,而在视神经损伤动物中,轴突再生到视神经束的整个长度。Lin28治疗后的行走和感觉能力评估显示协调和感觉有显著改善。
“我们观察到很多轴突再生,这在临床上可能是非常重要的,因为目前还没有脊髓损伤或视神经损伤的再生治疗,”李博士解释说。
他近期的目标之一是找到一种安全有效的方法,让Lin28进入人类患者的受伤组织。为了做到这一点,他的研究团队将需要为Lin28开发一种载体或载体系统,可以全身注射,然后瞄准受伤的轴突,直接向多个受损神经元群体提供治疗。
李博士进一步想要破译Lin28信号通路的分子细节。他解释说:“Lin28与其他生长信号分子密切相关,我们怀疑它使用多种途径来调节细胞生长。”这些其他分子可能与Lin28一起打包,以帮助神经元修复。
其他参与这项工作的研究人员包括Fatima M. Nathan, Yosuke Ohtake, Wang Shuo, Xinpei Jiang, Armin Sami和Hua Guo,来自Shriners医院儿科研究中心和Lewis Katz医学院解剖与细胞生物学部门;爱博网投领导者约翰霍普金斯大学医学院骨科外科和Solomon H. Snyder神经科学系周凤泉教授。
这项研究得到了美国国立卫生研究院拨款R01NS105961、1R01NS079432和1R01EY024575的部分支持,并得到了Shriners研究基金会的资助。
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