《PLOS》:修復(fù)受損脊髓的新線索
日期:2014-08-07 08:58:10
青蛙、狗、鯨魚、蝸牛等許多動(dòng)物的神經(jīng)受損之后都可以再生,但是人類和靈長(zhǎng)類動(dòng)物卻不能。最近,美國(guó)索爾克生物研究所的一項(xiàng)最新研究表明,一種小分子或許可以使受損的神經(jīng)生長(zhǎng),并有效地重新連接神經(jīng)電路。這種壯舉最終可能為嚴(yán)重脊髓損傷和癱瘓患者帶來(lái)新的治療方法。
相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2014年8月5日的《PLOS Biology》雜志。本文資深作者、索爾克研究所Kuo-Fen Lee教授稱:“這項(xiàng)研究表明,我們或許可以模擬較低等動(dòng)物中自然發(fā)生的神經(jīng)元修復(fù)過(guò)程,這將是非常令人興奮的。”
受損的神經(jīng)要恢復(fù)功能,其長(zhǎng)的信號(hào)傳送延伸(被稱為軸突)需要生長(zhǎng)并建立與其他細(xì)胞的新連接。
去年夏天在《PLOS ONE》發(fā)表的一項(xiàng)研究中,Lee及其同事發(fā)現(xiàn),蛋白質(zhì)p45可通過(guò)阻止軸突鞘(稱為髓磷脂)抑制再生,而促進(jìn)神經(jīng)的再生。然而,人類、靈長(zhǎng)類動(dòng)物和其他一些更高級(jí)的脊椎動(dòng)物沒(méi)有p45蛋白。研究人員反而發(fā)現(xiàn)了一個(gè)不同的蛋白質(zhì)——p75,當(dāng)這些動(dòng)物發(fā)生神經(jīng)損傷時(shí),這個(gè)蛋白可結(jié)合軸突的髓磷脂。p75不是促進(jìn)神經(jīng)再生,實(shí)際上它會(huì)停止受損神經(jīng)的生長(zhǎng)。
Lee指出:“我們不知道為什么這種神經(jīng)再生不發(fā)生在人類當(dāng)中。我們可以推測(cè),大腦有許多神經(jīng)連接,因此這種再生完全沒(méi)有必要。”
在這項(xiàng)新研究中,科學(xué)家們研究的是,兩個(gè)p75蛋白如何相互結(jié)合在一起,形成一個(gè)配對(duì),與受損髓磷脂釋放的抑制劑螯合。
通過(guò)利用核磁共振(NMR)技術(shù)研究溶液中的蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu),研究人員發(fā)現(xiàn),促生長(zhǎng)的p45可能會(huì)破壞p75配對(duì)。Lee說(shuō):“由于不明確的原因,當(dāng)p45加入時(shí),它會(huì)使配對(duì)分裂開。”
更重要的是,p45蛋白能夠結(jié)合到p75上的特定區(qū)域,該區(qū)域?qū)τ?/span>p75的配對(duì)至關(guān)重要,從而降低與髓磷脂釋放的抑制劑結(jié)合的p75配對(duì)的數(shù)量。用較少的p75配對(duì)來(lái)結(jié)合抑制劑信號(hào),軸突就能夠再生。
研究結(jié)果表明,一種能有效地打破p75配對(duì)的藥物——無(wú)論是p45還是其他破壞分子,能夠?yàn)榧顾钃p傷提供一種可能的療法。一種治療方法可能是,將更多的p45蛋白引入到受損的神經(jīng)元中,但是一種更巧妙的策略是,引入一個(gè)小分子阻塞兩個(gè)p75蛋白之間的聯(lián)系。Lee說(shuō):“這樣的藥物可能會(huì)通過(guò)血腦屏障,到達(dá)脊髓損傷部位。”
下一步,研究人員將探討引入p45是否能夠幫助再生受損的神經(jīng)。Lee說(shuō):“這是我們?cè)趯?lái)希望實(shí)現(xiàn)的。”