濒临灭绝的蝾螈为治愈脊髓损伤提供了线索
脊髓损伤最棘手的问题之一是,一旦神经受损,人体无法重建。另一方面,其他动物似乎没有问题修复损坏的神经元。
一项新的研究采用了一种比较的方法来查明人类与其他动物之间发生的不同之处,以解释为什么人类能成功地再生神经元,而人类却能形成神经元疤痕组织。研究人员希望通过研究它们的相似和不同之处,找到治疗的新线索脊髓受伤。
“人类的再生能力非常有限,而其他物种,比如蝾螈,却有非凡的能力在受伤后功能性地再生四肢、心脏组织,甚至是脊髓,”遗传学助理教授、首席研究员凯伦·埃切维里博士说,明尼苏达大学的细胞生物学和发育研究中心。“我们发现,尽管这些动物对伤害的反应不同,但它们与人类有许多相同的基因。这一知识可以用于设计治疗脊髓损伤或其他神经退行性疾病的新靶点。”
Echeverri将在4月21日至25日于圣地亚哥举行的2018年美国解剖学家协会实验生物学年会上介绍这项研究。
Echeverri和她的同事研究一种被称为蝾螈或墨西哥蝾螈的两栖动物。美西螈原产于墨西哥城附近的湖泊,由于人类活动侵占了它的栖息地,野生美西螈已经濒临灭绝。圈养繁殖的蝾螈经常被用于生物学研究,既可以学习动物的惊人能力再生身体部位,也可以帮助开展保护工作。
当蝾螈的脊髓受伤时,附近的细胞被称为神经胶质细胞进入高速状态,迅速繁殖并重新定位以重建神经之间的连接并重新连接受伤的脊髓。相比之下,当a人类当脊髓受损时,神经胶质细胞会形成疤痕组织,阻碍神经彼此重新连接。
Echeverri的团队追踪了每种情况下的分子机制。他们发现了一种叫做c-Fos的特殊蛋白质,它能影响基因表达,在蝾螈修复受损神经的过程中是必不可少的。虽然人类也有c-Fos,但在人类中,这种蛋白质与其他蛋白质协同作用,在JUN家族中,导致细胞发生反应性胶质细胞增生,从而导致疤痕形成。在蝾螈中,这种分子回路被小心地调节以引导美西螈神经胶质细胞取而代之的是再生反应。
“我们的方法不仅可以让我们确定驱动蝾螈再生的必要机制,还可以确定人类在受伤时发生的不同情况,”Echeverri说,他补充说,这项工作也可能对其他类型的受伤产生影响。“除了脊髓再生,我们的工作还关注其他形式的再生,包括无疤痕伤口愈合和肢体再生。”
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