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《PLOS》:修复受损脊髓的新线索

2014.8.07

  青蛙、狗、鲸鱼、蜗牛等许多动物的神经受损之后都可以再生,但是人类和灵长类动物却不能。最近,美国索尔克生物研究所的一项最新研究表明,一种小分子或许可以使受损的神经生长,并有效地重新连接神经电路。这种壮举最终可能为严重脊髓损伤和瘫痪患者带来新的治疗方法。

  相关研究结果发表在2014年8月5日的《PLOS Biology》杂志。本文资深作者、索尔克研究所Kuo-Fen Lee教授称:“这项研究表明,我们或许可以模拟较低等动物中自然发生的神经元修复过程,这将是非常令人兴奋的。”

  受损的神经要恢复功能,其长的信号传送延伸(被称为轴突)需要生长并建立与其他细胞的新连接。

  去年夏天在《PLOS ONE》发表的一项研究中,Lee及其同事发现,蛋白质p45可通过阻止轴突鞘(称为髓磷脂)抑制再生,而促进神经的再生。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蛋白。研究人员反而发现了一个不同的蛋白质——p75,当这些动物发生神经损伤时,这个蛋白可结合轴突的髓磷脂。p75不是促进神经再生,实际上它会停止受损神经的生长。

  Lee指出:“我们不知道为什么这种神经再生不发生在人类当中。我们可以推测,大脑有许多神经连接,因此这种再生完全没有必要。”

  在这项新研究中,科学家们研究的是,两个p75蛋白如何相互结合在一起,形成一个配对,与受损髓磷脂释放的抑制剂螯合。

  通过利用核磁共振(NMR)技术研究溶液中的蛋白质结构,研究人员发现,促生长的p45可能会破坏p75配对。Lee说:“由于不明确的原因,当p45加入时,它会使配对分裂开。”

  更重要的是,p45蛋白能够结合到p75上的特定区域,该区域对于p75的配对至关重要,从而降低与髓磷脂释放的抑制剂结合的p75配对的数量。用较少的p75配对来结合抑制剂信号,轴突就能够再生。

  研究结果表明,一种能有效地打破p75配对的药物——无论是p45还是其他破坏分子,能够为脊髓损伤提供一种可能的疗法。一种治疗方法可能是,将更多的p45蛋白引入到受损的神经元中,但是一种更巧妙的策略是,引入一个小分子阻塞两个p75蛋白之间的联系。Lee说:“这样的药物可能会通过血脑屏障,到达脊髓损伤部位。”

  下一步,研究人员将探讨引入p45是否能够帮助再生受损的神经。Lee说:“这是我们在将来希望实现的。”

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