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研究人员确定损伤或多发性硬化后恢复髓鞘的机制

由神经生物学家克莱尔·雅各布(Claire Jacob)教授领导的研究小组确定了一种重要机制,可用于控制创伤性损伤和退行性疾病后髓鞘的恢复。通过获得的见识,研究人员能够通过用活性物质茶碱对小鼠进行破坏的髓鞘再生,从而恢复其神经细胞功能,从而再生受损的髓鞘。突破性的发现是美因茨约翰内斯·古腾堡大学(JGU)和瑞士的弗里堡大学进行的研究的结果。

神经元由轴突组成,即将信号传输到其他细胞的长纤维状延伸。它们中的许多被髓鞘包裹着,髓鞘是一层厚厚的脂肪层,可以保护它们并有助于迅速转移刺激。没有髓磷脂,神经元的功能能力以及整个神经系统的功能能力就会受到限制,神经元很容易退化。多发性硬化症(MS)是与髓鞘降解相关的疾病之一。MS患者连续发作脱髓鞘,导致其神经系统功能逐渐丧失。轴突的髓鞘再生可以防止这种情况。

目的是恢复轴突的保护性髓鞘涂层

完整的髓鞘是外周和中枢神经系统健康运转的前提。如果周围神经系统(PNS)受到损坏,例如在涉及手臂或腿部受伤的事故中,轴突及其髓鞘会恢复得相对较好。克莱尔·雅各布教授说:“虽然可以改善PNS的再生,但效率很高。”他指出,即使年轻人也没有完全再生的经验。

但是,在损伤方面,中枢神经系统(CNS)在这方面是完全不同的,因为轴突并因此不能有效地恢复髓鞘。这意味着中枢神经系统损伤通常会导致永久性瘫痪-如MS的情况,髓鞘丢失会导致轴突变性。MS是中枢神经系统最常见的神经退行性疾病,可归因于神经元髓鞘的降解。如果髓鞘恢复效率低下,连续性病变的发生会导致CNS功能永久丧失。随着年龄的增长,身体的髓鞘再生能力急剧下降。雅各布强调:“为了促进髓磷脂的恢复,我们需要了解控制该机制的过程。”

在最近的项目中,她的研究小组调查了小鼠外周神经和中枢神经系统如何发生髓鞘再生。“首先,我们想了解阻断髓鞘再生的过程。我们随后研究了如何抵消这种阻断作用。” 神经科学家确定了一种称为eEF1A1的蛋白质为该过程的关键因素,并发现被乙酰化激活的eEF1A1阻止了髓鞘再生过程,但是如果eEF1A1被脱乙酰化而失活,则可以重建髓鞘。使eEF1A1脱乙酰基的蛋白质是称为组蛋白脱乙酰基酶2(HDAC2)的酶。

茶碱可促进周围和中枢神经系统的髓鞘重建

雅各布说:“一旦我们了解了这个过程,我们决定尝试通过增强HDAC2活性及其在细胞中的合成来控制它。” 这是通过使用茶碱中存在的活性物质茶碱来实现的,该茶碱长期以来一直用于治疗哮喘。在小鼠模型中,茶碱在四天内的使用导致明显的恢复。在PNS中,髓鞘的恢复特别令人印象深刻,它们在那里完全恢复了。中枢神经系统的再生也得到了改善,因为年轻和年老小鼠的髓鞘都可以快速有效地重建。低剂量的活性物质足以引发这种改善-对于茶碱的已知副作用(在较高剂量下发生)是一大优势。

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