地球与环境 2022-01-23 08:24

脊髓损伤破坏了身体和大脑之间的通信线路,阻碍了驱动运动和感觉的信号。中枢神经系统(大脑和脊髓)中受伤的运动和感觉神经元的愈合能力有限,因此那些在这种损伤中幸存下来的人可能会留下慢性瘫痪、麻木和疼痛。

圣路易斯华盛顿大学医学院的研究人员发现了一种药物,可以帮助中枢神经系统的感觉神经元愈合。神经元周围环绕着保护和养育它们的支持细胞。在这项研究中,研究人员给感觉神经元受损的老鼠服用了一种名为非诺贝特的药物,这种药物已被美国食品和药物管理局(Food and drug Administration)批准用于治疗高胆固醇。这种药物激活了感觉神经元周围的支持细胞,帮助它们以安慰剂小鼠感觉神经元两倍的速度再生。这项研究可以在eLife网站上找到。

“当人们想到脊髓损伤时,他们倾向于认为瘫痪,但是感觉有很多问题脊髓损伤后的处理和疼痛,“资深作家瓦卡瓦利斯说,博士和罗伯特·e·路易丝·f·邓恩教授的生物医学研究和神经科学教授。“解决这些感官问题可能会大大提高幸存者的生活质量。我们的数据表明,非诺贝特有潜力激活这些支持细胞,提高恢复,这意味着我们可以重新利用这种fda批准的化合物,以帮助恢复神经损伤后的感觉功能。”

与大脑或脊髓中的神经元不同,身体外围的感觉神经在受伤后会痊愈,这就是为什么你腿上的伤口不会让你的腿永久麻木。为了理解为什么再生发生在外周神经系统而不是中枢神经系统,Cavalli研究了一种横跨两个系统的独特细胞类型:背根神经节的感觉神经元。这些神经元的细胞体捆绑在一起形成一个结构,称为神经节,它位于脊髓外。轴突又长又细,从每个细胞体中以相反的方向分支出来,其中一个分支通过脊髓进入中枢神经系统,另一个分支在下降到体内时成为外周神经系统的一部分。尽管是同一细胞的两个部分,外周和中央轴突分支在损伤后的反应并不相同。外围部分比中心部分再生和恢复得更快、更彻底。

Cavalli和第一作者、科学家Oshri Avraham博士怀疑,这两个分支之间的再生差异可能是由于支持细胞对中枢和外周轴突分支损伤的反应不同。

为了研究这种可能性,研究人员在感觉神经元的外周和中央分支受损后,比较了神经节中五种支持细胞的基因表达。他们发现,支持细胞中的基因表达模式因受损神经元的不同部位而不同。最值得注意的是,只有在外周轴突分支受到损伤后,所谓的卫星胶质细胞才会增加一组基因的表达,这组基因被称为PPAR-alpha通路——以其在脂肪代谢中的作用而闻名。该通路在中枢轴索分支损伤后并没有出现,而是在中枢神经系统脊髓损伤后被切断。

Cavalli和Avraham认为,这一观察结果提示PPAR-alpha通路可能促进再生。为了找到答案,他们在损伤小鼠进入中枢神经系统的感觉轴突分支之前,给小鼠喂食非诺贝特两周。非诺贝特是一种激活PPAR α的药物。受伤三天后,服用非诺贝特的小鼠的感觉神经元轴突中央分支的再生量是服用安慰剂的小鼠的两倍。

“PPAR α只在卫星胶质细胞中表达,而不是在神经元中,所以这些结果告诉我们,针对这些支持细胞可以改善再生,并可能缓解疼痛等感觉症状,”Cavalli说。“它给我们提供了一个额外的工具,来设计修复神经损伤后功能的疗法。我们还没有修复脊髓损伤,但我们离弄清楚如何做又近了一步。”

Cavalli和他的同事正计划进行实验,将非诺贝特与其他针对神经元或中枢神经系统其他方面的实验性再生促进疗法结合,以进一步增强再生能力。

参考:

Oshri Avraham, Rui Feng, Eric Edward Ewan, Justin Rustenhoven, Guoyan Zhao, Valeria Cavalli。描述感觉神经元微环境 外周和中枢轴突损伤后的神经修复揭示了神经修复的关键途径。eLife, 2021;10 . DOI: 10.7554 / eLife.68457