Neuron：研究人员发现了修复神经纤维的关键蛋白

来源：本站原创 2019-08-12 23:05

2019年8月13日讯 /生物谷BIOON /——德国神经退行性疾病中心(DZNE)的科学家们发现了一组有助于再生受损神经细胞的蛋白质。他们的发现发表在《Neuron》杂志上。人们普遍认为，当中枢神经系统的神经元不再需要生长时，它们就会停止生长；这通常发生在他们找到目标细胞并建立突触之后。然而，最近的发现表明，老的神经细胞有再生和修复损伤的潜力，类似于年轻的神经元。在DZNE波恩基地的Frank

2019年8月13日讯 /生物谷BIOON /——德国神经退行性疾病中心(DZNE)的科学家们发现了一组有助于再生受损神经细胞的蛋白质。他们的发现发表在《Neuron》杂志上。

人们普遍认为，当中枢神经系统的神经元不再需要生长时，它们就会停止生长；这通常发生在他们找到目标细胞并建立突触之后。然而，最近的发现表明，老的神经细胞有再生和修复损伤的潜力，类似于年轻的神经元。在DZNE波恩基地的Frank Bradke教授和波恩大学的科学家们共同领导的实验室研究小组发现了这种复兴的潜在机制。

图片来源：DZNE

"事实上，这相当令人惊讶。当然，年轻的和成年的神经细胞有着相同的机制。在胚胎发育期间，神经元表现出旺盛的生长。另一方面，成熟的神经细胞通常不生长，也不能再生。我们的研究现在显示，虽然成年细胞的生长能力受到抑制，但神经元保持着生长和再生的倾向。"Bradke和他的同事发现，某些在年轻神经元中启动生长的蛋白质对这些过程至关重要。"不管发育阶段如何，这些蛋白质都是生长能力的关键调控因子。它们作用于细胞的支持结构，从而触发动态过程，这是生长和再生的先决条件，"神经生物学家说道。

青少年增长才干

事实上，神经元只有在胚胎发育阶段才会表现出生长才能。在这个阶段，它们形成长投影(称为"轴突")，以便连接和传输信号。然而，当神经系统发育到成年阶段时，受伤后的生长和再生能力就会减弱。只有"外围"的神经元，例如手臂和腿部的神经元，才有修复受损连接的明显潜力。然而，如果脊髓中的轴突被切断，它们不会再生：因此，神经冲动的通路仍然受到干扰。这可能导致瘫痪和其他严重残疾。

一种特殊的蛋白质家族

很长一段时间以来，我们一直想知道是否有可能重新激活在早期发育阶段表现出来的过程。这可能是一种触发成年神经元再生的方法。近年来，波恩的科学家们发现了影响神经元生长的各种因素。某些蛋白质--那些"cofilin/ADF"家族的蛋白质--被证明发挥了关键作用：在胚胎发育过程中，这些分子控制着细胞突起的形成，最终进化成轴突。"在我们最近的研究中，我们发现正是这些蛋白质驱动着生长和再生，在成年神经元中也是如此，"Dupraz说。

分子溶解

科学家们发现，神经元的生长和再生是由肌动蛋白丝的循环所推动的。这些弦状分子属于赋予细胞形态和稳定性的分子支架。cofilin/ADF家族的蛋白质部分溶解了这种束身衣。只有通过这种分裂，细胞的结构才能发生变化，神经元才能生长和再生。"未来再生干预的一种方法可能是针对肌动蛋白，"DZNE的科学家Barbara Schaffran说。

研究人员在小鼠和大鼠的神经细胞中观察到这些过程。被检测的神经元属于"背根神经节"。这是一束连接脊髓和周围神经系统的神经元。每个位于那里的细胞都有两个轴突：一个中心轴突和一个外围轴突。周围轴突损伤后可再生。众所周知，中央轴突也可以再生；但前提是它的外围对手此前遭受过损害。Bradke说："为什么会出现这样的序列，目前还不清楚。我们将在未来对此进行研究。"

对基础研究的贡献

波恩的科学家们正一步一步地试图理解是什么使神经元生长和再生。这是一个漫长的过程。因此，Bradke降低了对脊髓损伤治疗快速进展的预期。"我们做研究是为了为未来的治疗奠定基础。但遗憾的是，在新的治疗方法出现之前，你必须耐心等待。这还有很长的路要走，"他说道。（生物谷Bioon.com）

参考资料：

Andrea Tedeschi et al， ADF/Cofilin-Mediated Actin Turnover Promotes Axon Regeneration in the Adult CNS， Neuron (2019). DOI： 10.1016/j.neuron.2019.07.007

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