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青春之泉:HTT 蛋白通过维持年轻状态修复神经元

关于亨廷顿蛋白正常功能的又一重要线索;一个科学家团队最近发现,亨廷顿蛋白似乎在修复受损神经细胞中发挥重要作用

翻译 Xi Cao

一个科学家团队最近发表了关于人体如何修复大脑和脊髓损伤的研究结果。他们发现亨廷顿蛋白在修复受损神经细胞中发挥重要作用。

修复神经系统损伤——医学界的圣杯

长期以来,许多科学家都致力于寻找修复大脑和脊髓损伤的方法。通过研究神经系统如何自我修复,科学家们希望获得关于如何精确逆转损伤的线索,这反过来可能有助于开发治疗神经系统损伤患者的药物或疗法。

自神经科学早期以来,研究人员一直在努力弄清楚受损神经细胞如何修复,而这在近年来才成为真正的可能性
自神经科学早期以来,研究人员一直在努力弄清楚受损神经细胞如何修复,而这在近年来才成为真正的可能性

修复神经系统损伤的一种方法是使用一种可以轻易转化为脑细胞的干细胞。这些神经干细胞会发育成神经祖细胞,简称 NPC。与其他类型的干细胞一样,这些细胞尚未完全发育;它们正在发育成不同类型的神经系统细胞,但尚未完全成熟。科学家能够将 NPC 移植到神经系统的受损区域,其方式类似于我们移植组织和器官。一旦移植成功,NPCs 会帮助其他细胞生长并相互重新连接,从而恢复神经系统受损区域的功能。

现代工具助力解答古老问题

马克·图辛斯基教授及其同事对研究 NPC 移植如何精确修复大脑和脊髓损伤很感兴趣。在他们最近发表在《自然》杂志上的研究中,他们利用现代神经科学和遗传学工具,深入研究了神经系统修复过程的细节。

为了研究 NPC 如何帮助修复脊髓损伤,该团队研究了脊髓损伤小鼠,并通过移植 NPC 对其中一些进行了治疗。然后,他们通过监测小鼠在愈合过程中哪些基因被开启和关闭,来比较接受治疗和未接受治疗的小鼠。科学家们出乎意料地发现,受损细胞恢复到了胚胎状态。这意味着这些细胞的基因开启和关闭模式与胚胎神经发育早期阶段的神经系统细胞相似。此外,在比较有无 NPC 移植的脊髓损伤恢复情况时,发现移植后这种胚胎状态会维持更长时间。

该团队的科学家们假设,恢复到未成熟或胚胎状态有助于受损细胞再生并促进损伤修复。这是一个巧妙的发现,与 20 年前认为大脑是无法修复的静态器官的教条截然不同。

谁在主导?

为了弄清楚是什么促使受损细胞恢复到胚胎状态,图辛斯基及其同事研究了损伤愈合过程中哪些基因被开启和关闭。有趣的是,他们发现亨廷顿蛋白可能正在发挥这一作用。

发现亨廷顿蛋白参与神经细胞的修复过程,将为科学家们提供关于这一发现在亨廷顿病研究中重要性的新线索和新思路
发现亨廷顿蛋白参与神经细胞的修复过程,将为科学家们提供关于这一发现在亨廷顿病研究中重要性的新线索和新思路

各位读者可能都知道,亨廷顿蛋白是由亨廷顿基因编码的蛋白质,在亨廷顿病患者中发生突变。我们仍然不完全清楚这种蛋白质在非突变形式下,在人体细胞中正常情况下具体做什么,许多科学家正在努力弄清这一点。

图辛斯基及其同事的研究表明,在他们的模型中,亨廷顿蛋白是神经细胞再生的核心参与者。他们发现亨廷顿蛋白有助于将受损神经细胞维持在胚胎状态,从而促进神经细胞再生。事实上,当科学家们观察脊髓中亨廷顿蛋白被删除的小鼠模型中的神经损伤时,脊髓损伤的恢复减少了 60%——这是一个巨大的影响!这表明亨廷顿蛋白对于损伤后神经元的修复非常重要。

但这对抗亨廷顿病研究意味着什么?

图辛斯基及其同事的发现,在理解正常亨廷顿蛋白及其在大脑发育中的功能方面,迈出了重要一步。人们不禁推测,亨廷顿病突变可能会阻碍我们神经系统的自我修复能力,许多其他科学家现在也正在努力弄清是否确实如此。这可能是亨廷顿病患者神经退行性变发生的基础,但需要进一步研究来证实这一假设。

对于所有 HDBuzz 的忠实读者,重要的是要注意,科学家们在小鼠模型中使用的亨廷顿蛋白删除方法,与 Wave、罗氏和 uniQure 目前正在进行的亨廷顿蛋白降低试验非常不同。在这些实验中,研究人员删除了他们研究的大脑和脊髓区域中 100% 的亨廷顿蛋白,以更好地了解亨廷顿蛋白在该区域的作用。临床试验方法旨在降低亨廷顿病影响最严重的大脑区域的亨廷顿蛋白水平。它们并未完全清除 100% 的蛋白质,因此我们不期望这些试验会以同样的方式影响神经损伤的修复。

这项激动人心的新研究必将在全球亨廷顿病实验室中引发新一轮的实验;我们热切期待他们的发现!

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