研究人员在斑马鱼身上发现了一种与特发性脊柱侧弯(IS)发展相关的免疫反应

研究人员在斑马鱼身上发现了一种与特发性脊柱侧弯(IS)发展相关的免疫反应
斑马鱼脊髓的横截面。左:箭头表示健康斑马鱼脊髓中的免疫细胞。右图:箭头显示患有脊柱侧凸的斑马鱼脊髓脊柱弯曲附近免疫细胞的聚集,表明免疫反应。图片来源:儿童医院

特发性脊柱侧凸(IS)是一种复杂的遗传疾病,影响全球约4%的儿童,但其潜在的生物学原因仍不清楚。

患病儿童医院(SickKids)的研究人员已经确定,神经炎症信号,触发脊髓炎症的信号,驱动斑马鱼脊柱弯曲的形成。研究小组还发现,用n -乙酰半胱氨酸(NAC)或阿司匹林等常用药物抑制这些信号,可以阻止脊柱弯曲的形成,或在发病后减轻脊柱侧弯的严重程度。这项研究发表在科学的进步这是第一项建立神经炎症信号和脊柱弯曲形成之间联系的研究。

特发性脊柱侧凸的特征是脊柱的三维弯曲,通常发生在青少年时期。在某些情况下,它会导致慢性背痛、毁容和功能障碍。

除了影响全世界的人类,IS也是一种常见的鱼类畸形。特别是斑马鱼,已经成为人类脊柱侧凸和其他先天缺陷的一致模型。在这项研究中,由Brian Ciruna博士领导的实验室团队进行了检查,他是SickKids发育和干细胞生物学项目的高级科学家和负责人以确定IS的生物学原因。

实验室团队寻找在脊柱弯曲发展过程中异常表达的基因和遗传途径。令人惊讶的是,他们发现与脊柱弯曲处累积的炎症有关,表明与脊柱侧凸相关的强烈免疫反应。

研究人员在斑马鱼身上发现了一种与特发性脊柱侧弯(IS)发展相关的免疫反应
上图:一条未经处理的突变鱼显示出严重的脊柱弯曲。下:一条突变的兄弟鱼在脊柱侧凸发生后用n -乙酰半胱氨酸(NAC)治疗20天,显示严重的脊柱弯曲进展明显减少。图片来源:儿童医院

利用基因工具,研究小组还发现激活促炎信号可诱发健康斑马鱼脊柱侧弯。当服用NAC(一种同时具有抗氧化和抗炎活性的非处方补充剂)阻断这些信号时,脊柱侧弯的发生率和严重程度显著降低。

传统上,脊柱侧凸一直被认为是一种影响骨骼、软骨或神经肌肉活动的疾病。我们惊讶地发现了与IS相关的免疫反应,”西鲁纳博士说。

目前,脊柱侧凸的管理和治疗仅限于全日制的刚性手镯,或侵入性手术。戴护具会给患者带来心理挑战,包括负面的身体形象和自尊。它不能矫正曲率;它只是把风险降到最低进展。手术是唯一的矫正治疗,但通常只考虑患者的脊柱弯曲约50度。

Ciruna博士同时也是多伦多大学分子遗传学的教授,他说:“我们的研究表明,像NAC这样简单安全的免疫调节疗法可能对治疗脊柱侧凸有效。”“如果我们的研究结果适用于人类,这将对治疗癌症产生深远影响."

在考虑临床应用之前,必须确定神经炎症和人类脊柱侧凸之间的明确联系。目前,西鲁纳博士的团队正在探索促炎信号如何促进人类脊柱的发育。该团队希望利用从斑马鱼研究中获得的生物学见解来指导未来的研究。

该实验室还与SickKids脊柱项目(SickKids' Spine Program)合作开展了一项研究,以探索脊柱疾病的遗传原因在IS患者中。他们计划与SickKids的整形外科医生David Lebel博士合作;检查炎症信号与IS患者脊柱弯曲的发生和发展之间的可能联系。


进一步探索

研究加强了对脊柱侧凸早期发现和适当治疗的呼吁

更多信息:J. L. M. Van Gennip等。神经炎症信号驱动斑马鱼特发性脊柱侧凸模型的脊柱弯曲形成,科学的进步(2018)。DOI: 10.1126 / sciadv.aav1781
期刊信息: 科学的进步

由患病儿童医院提供
引用:研究人员在斑马鱼中发现了一种与特发性脊柱侧凸(IS)发展相关的免疫反应(2018,12月13日),该研究于2022年6月9日从//www.puressens.com/news/2018-12-immune-response-idiopathic-scoliosis-zebrafish.html检索
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