受傷的神經(jīng)如何阻止自己康復(fù)

神經(jīng)在損傷部位釋放一種蛋白質(zhì)，該蛋白質(zhì)會(huì)吸引正在生長(zhǎng)的神經(jīng)纖維，從而使它們被困在那里。這樣可以防止它們朝正確的方向生長(zhǎng)，以彌合傷害。Dietmar Fischer教授領(lǐng)導(dǎo)的研究小組于2021年5月25日在《美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院刊》(PNAS)上發(fā)表報(bào)告。

一定有其他原因

迄今為止，已知導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)或CNS受損神經(jīng)無(wú)法再生的三個(gè)主要原因：受損神經(jīng)細(xì)胞中刺激纖維生長(zhǎng)的再生程序激活不足，即所謂的軸突;在損傷部位形成疤痕，神經(jīng)纖維難以穿透;以及神經(jīng)中分子對(duì)軸突生長(zhǎng)的抑制作用。菲舍爾說(shuō)：“盡管近幾十年來(lái)已經(jīng)找到了通過(guò)治療手段來(lái)解決這些個(gè)體問(wèn)題的實(shí)驗(yàn)方法，但即使是組合方法也只取得了很小的成功。”“因此，為什么中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)纖維無(wú)法再生，還必須有其他未知的原因。”

現(xiàn)在，他的團(tuán)隊(duì)以視神經(jīng)為模型，顯示了中樞神經(jīng)系統(tǒng)再生失敗的另一個(gè)原因，這令研究人員感到驚訝。潛在的機(jī)制并不像先前確定的原因那樣基于對(duì)軸突生長(zhǎng)的抑制，而是基于蛋白質(zhì)在神經(jīng)損傷部位的積極作用。該分子是所謂的趨化因子，稱為CXCL12。費(fèi)舍爾解釋說(shuō)：“這種蛋白質(zhì)實(shí)際上促進(jìn)了軸突的生長(zhǎng)并吸引了再生纖維。因此，它具有化學(xué)吸引力。”然而，在活體動(dòng)物的神經(jīng)損傷后，這種化學(xué)引力被證明是一個(gè)重要的問(wèn)題。

被困神經(jīng)纖維

這位來(lái)自波鴻的科學(xué)家表明，這種蛋白質(zhì)在神經(jīng)病變部位釋放，因此，通過(guò)化學(xué)吸引作用將軸突保持在受傷部位。結(jié)果，一些已經(jīng)在損傷部位上再生的纖維甚至改變了方向，生長(zhǎng)回到損傷部位。因此，由于CXCL12的吸引力，正在生長(zhǎng)的纖維仍被捕獲。

當(dāng)研究人員明確消除視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞中CXCL12的受體CXCR4，使他們對(duì)這種蛋白質(zhì)視而不見(jiàn)時(shí)，研究人員就發(fā)現(xiàn)了這種效應(yīng)。Dietmar Fischer指出：“令人驚訝的是，這導(dǎo)致受傷的視神經(jīng)中的纖維生長(zhǎng)大大增加，并且軸突顯示出回到損傷部位的再生少得多。”

新藥的潛在起點(diǎn)

研究人員隨后調(diào)查了CXCL12在受傷部位的起源。他們發(fā)現(xiàn)，視網(wǎng)膜中約有8%的神經(jīng)細(xì)胞自己產(chǎn)生這種蛋白質(zhì)，沿著纖維將其運(yùn)輸?shù)揭暽窠?jīng)的損傷部位，然后從切斷的軸突釋放該蛋白質(zhì)。費(fèi)舍爾說(shuō)：“尚不清楚為什么其中一些神經(jīng)細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生CXCL12，而其他神經(jīng)細(xì)胞會(huì)產(chǎn)生受體。”“我們還不了解這種蛋白質(zhì)的生理作用，但是我們可以看到它是神經(jīng)修復(fù)的主要抑制劑。”

在進(jìn)一步的實(shí)驗(yàn)中，基于Bochum的研究人員表明，敲除視網(wǎng)膜神經(jīng)細(xì)胞中的CXCL12，使其不再在損傷部位釋放，同樣可以改善軸突再生進(jìn)入視神經(jīng)。費(fèi)舍爾總結(jié)說(shuō)：“這些新發(fā)現(xiàn)為開(kāi)發(fā)藥理方法提供了機(jī)會(huì)，該方法旨在破壞CXCL12及其在神經(jīng)纖維上的受體的相互作用，使它們擺脫在損傷部位的束縛。”他的細(xì)胞生理學(xué)系研究小組目前正在研究類似的方法是否也能促進(jìn)受傷的大腦或脊髓其他區(qū)域的軸突再生。

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