北京时代方略

Cell Stem Cell:关键蛋白促进脊椎损伤修复


UT西南大学和印第安纳大学的研究人员使用基因工程技术,对小鼠脊髓中形成疤痕的细胞进行了重新编程,以产生新的神经细胞,从而刺激了脊髓损伤后的恢复。这项发现今天在线发表在《Cell Stem Cell》杂志上,可以为全世界每年遭受脊髓损伤的数十万人提供希望。

来源: 生物谷 

 

UT西南大学和印第安纳大学的研究人员使用基因工程技术,对小鼠脊髓中形成疤痕的细胞进行了重新编程,以产生新的神经细胞,从而刺激了脊髓损伤后的恢复。这项发现今天在线发表在《Cell Stem Cell》杂志上,可以为全世界每年遭受脊髓损伤的数十万人提供希望。

某些身体组织中的细胞在受伤后会增殖,作为治愈的一部分,它会取代死亡或受损的细胞。但是,研究负责人,美国西北大学教授 Chunli Zhang教授解释说,研究表明,脊髓通常在受伤后不会产生新的神经元,这是康复的关键障碍。他补充说,由于脊髓是大脑与身体其余部分之间的信号中继,它无法自我修复会永久性地中断这两个区域之间的交流,从而导致瘫痪,感觉丧失,有时甚至危及生命。例如无法控制呼吸或心律。

Zhang指出,大脑依赖于祖细胞开启不同的再生途径,因此产生新神经细胞的能力有限。他和他的同事们以此知识为灵感,寻找了可能在脊髓中具有类似再生潜能的细胞。

研究人员使用小鼠脊髓损伤模型,在动物受伤的脊髓中寻找通常在未成熟神经元中发现的标志物。作者不仅在损伤后脊髓中也存在这种标志物,而且还追踪了产生这种标志物的细胞:称为NG2胶质细胞的非神经元细胞。

NG2胶质细胞是少突胶质细胞的细胞的祖细胞,少突胶质细胞产生围绕神经元的绝缘脂肪层。众所周知,它们在受伤后会形成胶质疤痕。 Zhang的研究小组表明,当脊髓受伤时,这些神经胶质细胞会暂时采用未成熟神经元的分子和形态标记。

为了确定导致NG2胶质细胞改变的原因,研究人员集中研究了SOX2(一种由损伤诱导的干细胞蛋白)。他们对这些细胞进行了基因操纵,以失活制造这种蛋白质的基因。当切断了被操纵的小鼠的脊髓后,研究人员在受伤后的几天里看到的未成熟神经元要少得多,这表明SOX2在帮助NG2胶质细胞制造这些细胞中起着关键作用。但是,即使SOX2水平正常,这些未成熟的神经元也永远不会成熟成可替代那些受到损伤的神经元。

相反,Zhang和他的同事使用了另一种基因操纵技术来使NG2胶质细胞过度产生SOX2。令人兴奋的是,在脊髓损伤后的几周内,进行这种操作的小鼠产生了数以万计的新的成熟神经元。进一步的研究表明,这些神经元整合到了受伤区域,与现有的神经元建立了新的连接,这是在大脑和身体之间传递信号所必需的。

更有希望的是,这种基因工程导致了脊髓损伤后的功能改善。经过工程设计以在NG2胶质细胞中过量产生SOX2的动物在脊髓损伤后数周的运动技能方面明显优于产生正常SOX2量的动物

最终,研究人员也许能够发现安全有效的方法来过量生产人类脊髓损伤患者的SOX2,从而帮助他们用新的神经元修复损伤,同时减少疤痕组织的形成。

资讯出处:Putting a protein into overdrive to heal spinal cord injuries

原始出处:Cell Stem Cell (2021). dx.doi.org/10.1016/j.stem.2021.02.009

 

本文来源自生物谷,更多资讯请下载生物谷APP(http://www.bioon.com/m/)