《自然》:成年腦細胞受到損傷時,會恢復到胚胎狀態(tài)進行自我修復
4月15日,加州大學圣地亞哥醫(yī)學院的研究人員及其同事在《自然》雜志上發(fā)表一項新研究,當成年腦細胞受到損傷時,它們會恢復到胚胎狀態(tài)??茖W家們報告說,在它們剛剛處于不成熟狀態(tài)下,這些細胞能夠重新生長出新的連接,在適當的條件下,可以幫助恢復失去的功能。
修復大腦和脊髓損傷可能是醫(yī)學上艱巨的挑戰(zhàn)。直到近來,這似乎還是一項不可能完成的任務。這項新研究列出了“成人大腦再生的轉錄路線圖”。
“利用現(xiàn)代神經科學、分子遺傳學、病毒學和計算能力等令人難以置信的工具,我們首次能夠確定一個成年腦細胞中的全部基因是如何自我重置以再生的。這讓我們從根本上了解了在轉錄水平上,再生是如何發(fā)生的?!辟Y深作者、醫(yī)學博士、神經科學教授、加州大學圣地亞哥分校醫(yī)學院轉化神經科學研究所主任Mark Tuszynski博士說。
利用老鼠模型,Tuszynski和同事們發(fā)現(xiàn),受傷后,成人大腦中的成熟神經元會恢復到胚胎狀態(tài)?!罢l會想到呢?!盩uszynski說,“就在20年前,我們還認為成年人的大腦是靜態(tài)的、終末分化的、完全建立的、不可改變的?!?/span>
但是索爾克生物研究所的主席和教授、加州大學圣地亞哥分校的兼職教授Fred Gage博士,和其他人的研究發(fā)現(xiàn),新的腦細胞不斷地在海馬體和心室下區(qū)產生,并在一生中不斷地補充這些大腦區(qū)域。
“我們的工作進一步完善了這個概念?!盩uszynski說,“大腦自我修復或替換的能力并不局限于兩個區(qū)域。相反,當一個成年的大腦皮層細胞受到損傷時,它會(在轉錄水平上)恢復到胚胎的皮層神經元。在這種恢復的,遠不成熟的狀態(tài)下,如果提供一個生長的環(huán)境,它現(xiàn)在可以再生軸突。在我看來,這是這項研究顯著的成果,非常令人震驚?!?/span>
為了提供一個“令人鼓舞的再生環(huán)境”,Tuszynski和他的同事研究了脊髓損傷后受損神經元的反應。近年來,研究人員極大地提高了利用移植的神經干細胞刺激脊髓損傷修復和恢復失去功能的可能性,主要是通過誘導神經元通過損傷部位延伸軸突,重新連接被切斷的神經。
去年,一個多學科團隊由神經科學助理教授科比·Koffler博士,Tuszynski和加州大學圣地亞哥分校醫(yī)學工程研究所教員和納米工程教授Shaochen Chen博士,描述了使用3 D打印植入物來促進神經細胞生長在大鼠脊髓損傷,恢復連接和失去功能。
的研究產生了第二個令人驚訝的結果:在促進神經生長和修復方面,一個重要的遺傳途徑涉及到亨廷頓基因(HTT),當HTT突變時,會導致亨廷頓病,這是一種破壞性的疾病,其特征是大腦中的神經細胞逐漸崩潰。
Tuszynski的團隊發(fā)現(xiàn),“再生轉錄組”——皮質脊髓神經使用的信使RNA分子的集合——是由HTT基因維持的。在經過基因工程改造而缺乏HTT基因的小鼠中,脊髓損傷顯示神經元萌發(fā)和再生明顯減少。
Tuszynski說:“雖然人們已經做了很多工作來試圖理解為什么亨廷頓基因突變會導致疾病,但是對于亨廷頓基因的正常作用卻知之甚少?!薄拔覀兊难芯勘砻?,亨廷頓基因對于促進大腦神經元的修復至關重要。因此,該基因的突變將導致成年神經元失去自我修復功能。這反過來又可能導致慢性神經元退化,從而導致亨廷頓病?!?
聲明:本文版權歸原作者所有,轉載文章僅為傳播更多信息,如作者信息標記有誤,或侵犯您的版權,請聯(lián)系我們,我們將在及時修改或刪除內容,聯(lián)系郵箱:marketing@360worldcare.com