研究人员发现了脊髓损伤后神经元再生的新途径

专门从事信息传输的动态网络通常由多个组件组成，不仅包括主处理器，例如计算机，还包括许多支持应用程序和服务。人类的神经系统本质上非常相似——神经元就像计算机一样，处理和传输信息，通过轴突将分子信号发送给其他神经元，所有这些神经元都由非神经元组成部分支持，包括一组被称为神经胶质的细胞。

神经胶质细胞具有多种支持和维持功能，其中有一种特别的类型——星形胶质细胞具有独特的形成能力疤痕组织在受损的神经元。瘢痕组织的存在与对脊髓损伤损伤的成熟神经元再生的抑制作用有关。然而，最近的证据表明，这些抑制作用是可逆的，在新的工作中，科学家在刘易斯卡茨医学院在天普大学(LKSOM)和宾夕法尼亚大学显示星形细胞神经胶质细胞实际上在促进神经元修复方面起着重要作用。

“我们发现神经胶质有一个与葡萄糖代谢当被触发时，会逆转对生长的抑制作用并促进轴突再生李树新博士解释说，他是LKSOM的施里纳斯医院儿科研究中心的解剖学和细胞生物学教授，也是这项新研究的高级研究员。

这项研究于9月16日发表在该杂志上细胞代谢，首次在中枢神经系统中建立了胶质细胞葡萄糖代谢与受损神经元功能再生之间的联系。

与美国宾夕法尼亚大学佩雷尔曼医学院(University of Pennsylvania Perelman School of Medicine)病理与检验医学助理教授、高级研究员宋元泉博士合作，李博士及其同事开始研究胶质细胞诱导的瘢痕组织形成如何影响轴突再生。利用果蝇和小鼠的轴突损伤模型。在最初的实验中，他们证实了先前的研究表明，胶质细胞活动对轴突再生的负面影响确实是可逆的。但研究人员还发现，轴突再生的积极和消极影响之间的转换与胶质细胞的代谢状态直接相关。

在果蝇的后续实验中，研究人员特别关注糖酵解代谢途径负责分解葡萄糖，并发现仅在胶质细胞中上调这一途径就足以促进轴突再生。在小鼠身上也观察到了同样的结果。通过对果蝇和小鼠模型的进一步研究，我们发现了两种葡萄糖代谢物，乳酸和羟戊二酸，它们是胶质细胞从抑制反应转换为刺激反应的关键介质。

“在果蝇模型中，我们观察到，当我们对受损神经元组织施用乳酸盐时，轴突再生和功能恢复有了显著改善，”李博士说。“我们还发现，相对于未治疗的动物，接受乳酸治疗的受伤小鼠的运动能力显著提高，恢复了一些行走能力。”

李博士及其同事研究了乳酸和羟戊二酸促进轴突再生的具体途径。实验揭示，当神经胶质细胞被激活后，它们会释放葡萄糖代谢物，这些代谢物随后附着在神经元表面的GABAB受体分子上，从而激活神经通路神经元刺激轴突生长。

“我们的研究结果表明，乳酸诱导的GABAB受体激活可以在脊髓损伤后的神经元恢复中发挥关键作用，”李博士说。此外，这个过程是由一个代谢开关有氧糖酵解，具体导致乳酸和其他葡萄糖代谢物的产生。”

研究人员下一步计划测试大型动物的乳酸及其相关分子的再生能力，并确定哪些分子对乳酸的促进最为有效再生。“我们工作的下一阶段可以为将来脊髓损伤患者的转化研究奠定基础，”李博士补充说。

---

---