科学家发现了修复损伤脊髓的新线索
青蛙、狗、鲸鱼、蜗牛都能做到,但人类和灵长类动物不能。神经在受伤后能再生,这是——虽然许多动物有这种能力,但人类没有。但来自索尔克研究所的新研究表明,小分子可能能够说服受损神经生长,并有效地重新布线。这样的壮举可能最终会为数千名脊髓严重损伤和瘫痪的美国人带来治疗方法。
该研究的资深作者、索尔克大学教授李国芬(Kuo-Fen Lee)说:“这项研究意味着我们可能能够模仿低等动物自然发生的神经元修复过程,这将是非常令人兴奋的。”研究结果发表在公共科学图书馆生物学.
受损的神经要想恢复功能,它的长而能传输信号的延伸部分,即轴突需要生长,并与其他细胞建立新的连接。
去年夏天发表在《公共科学图书馆•综合》, Lee和他的同事发现蛋白质p45促进神经再生通过阻止轴突鞘(髓磷脂)抑制再生。然而,人类、灵长类动物和其他一些更高级的脊椎动物没有p45。相反,研究人员发现了一种不同的蛋白质,p75,当轴突的髓磷脂神经损伤发生在这些动物身上。p75非但不能促进神经再生,反而能阻止受损神经的生长。
“我们不知道为什么这种神经再生不会发生在人类身上。我们可以推测,大脑有如此多的神经连接,这种再生不是绝对必要的,”李说。
在这项新研究中,科学家们观察了两种p75蛋白是如何结合在一起并形成一对结合在受损髓磷脂释放的抑制剂上的。
通过研究蛋白质在溶液中的构型核磁共振(NMR)技术,研究人员发现促进生长的p45可能会破坏p75配对。
“由于未知的原因,当p45出现时,它会把这对分子神经生物学的Helen McLoraine椅子的持有者Lee说。”
更重要的是,p45蛋白能够与p75蛋白中对p75对的形成至关重要的特定区域结合,从而减少了与髓磷脂释放的抑制因子结合的p75对的数量。较少的p75对可与抑制信号结合,轴突能够再生。
研究结果表明,一种可以有效破坏p45或另一种破坏分子的物质可以提供一种可能的治疗方法脊髓损伤.
一种治疗方法可能是向受伤的神经元中引入更多的p45蛋白,但更聪明的策略可能是引入一种小分子,阻断两种p75蛋白之间的连接,Lee说。“这种物质可能会穿过血脑屏障,到达脊髓损伤,”他说。
下一步将是观察引入p45是否有助于损伤的人类神经再生。“这就是我们希望在未来做的事情,”李说。
进一步探索