Ученые регенерируют нейроны у мышей с повреждением спинного мозга и повреждением зрительного нерва

Ученые регенерируют нейроны у мышей с повреждением спинного мозга и повреждением зрительного нерва

Подобно линиям электропередач в электрической сети, длинные проволочные проекции, которые растут наружу из нейронов – структур, известных как аксоны, – образуют взаимосвязанные коммуникационные сети, которые проходят от мозга ко всем частям тела. Но в отличие от сбоя в линии электропередачи, который можно исправить, разрыв в аксоне является постоянным. Каждый год тысячи пациентов сталкиваются с этой реальностью, сталкиваясь с пожизненной потерей чувствительности и двигательной функции из-за травмы спинного мозга и связанных с этим состояний, при которых аксоны сильно повреждены или повреждены.

Однако новое исследование, проведенное учеными из Темплского медицинского университета им. Льюиса Каца (LKSOM), показывает, что возможное улучшение функционального восстановления после этих повреждений возможно благодаря молекуле, известной как Lin28, которая регулирует рост клеток. В исследовании, опубликованном в Интернете в журнале « Молекулярная терапия» , исследователи Храма описывают способность Lin28 – при выражении выше его обычного уровня – стимулировать отрастание аксонов у мышей с повреждением спинного мозга или повреждением зрительного нерва, что позволяет восстановить связь тела сетка.

«Наши результаты показывают, что Lin28 является основным регулятором регенерации аксонов и многообещающей терапевтической мишенью для повреждений центральной нервной системы», – объяснил Шуксин Ли, доктор медицинских наук, профессор анатомии и клеточной биологии и в Центре педиатрических исследований при больницах Шрайнерс при Льюисе. Кац медицинский факультет в университете Темпл и старший исследователь на новом исследовании. Исследование является первым, чтобы продемонстрировать регенеративную способность позитивной регуляции Lin28 в поврежденном спинном мозге животных.

«Мы заинтересовались Lin28 как мишенью для регенерации нейронов, потому что он действует как привратник активности стволовых клеток», – сказал доктор Ли. «Он управляет переключателем, который поддерживает стволовые клетки или позволяет им дифференцироваться и потенциально способствовать таким действиям, как регенерация аксонов».

Чтобы изучить влияние Lin28 на отрастание аксона, доктор Ли и его коллеги разработали модель мыши, в которой животные экспрессировали дополнительный Lin28 в некоторых своих тканях. Когда они выросли, животных разделили на группы, которые перенесли травму спинного мозга или повреждение зрительных нервов, которые соединяются с сетчаткой в ​​глазу.

Другой группе взрослых мышей с нормальной экспрессией Lin28 и подобными повреждениями вводили вирусный вектор (тип носителя) для Lin28 для изучения прямого воздействия молекулы на восстановление ткани.

Extra Lin28 стимулировал регенерацию аксонов на большие расстояния во всех случаях, хотя наиболее драматические эффекты наблюдались после инъекции Lin28 после травмы. У мышей с повреждением спинного мозга инъекция Lin28 приводила к росту аксонов более чем на три миллиметра за пределами области повреждения аксона, в то время как у животных с повреждением зрительного нерва аксоны восстанавливали всю длину зрительного нерва. Оценка пешеходных и сенсорных способностей после лечения Lin28 показала значительное улучшение координации и чувствительности.

«Мы наблюдали большое отрастание аксонов, которое может быть очень значительным клинически, так как в настоящее время нет регенеративного лечения травмы спинного мозга или зрительного нерва», – пояснил доктор Ли.

Одна из его целей на ближайшую перспективу – найти безопасные и эффективные способы доставки Lin28 в поврежденные ткани у людей. Для этого его команде исследователей потребуется разработать вектор или систему-носитель для Lin28, которую можно системно вводить, а затем оттачивать на поврежденных аксонах, чтобы доставлять терапию сразу нескольким популяциям поврежденных нейронов.

Доктор Ли также хочет расшифровать молекулярные детали сигнального пути Lin28. «Lin28 тесно связан с другими сигнальными молекулами роста, и мы подозреваем, что он использует несколько путей для регуляции роста клеток», – пояснил он. Эти другие молекулы могут быть упакованы вместе с Lin28, чтобы помочь восстановлению нейронов.

Другие исследователи, участвующие в работе, включают Фатиму М. Натан, Йосуке Охтаке, Шуо Вана, Синьпея Цзяна, Армина Сами и Хуа Го, Центр педиатрических исследований при больницах Шрайнерс и кафедру анатомии и клеточной биологии при Медицинской школе им. Льюиса Каца; и Фэн-Цюань Чжоу, отделение ортопедической хирургии и отделение нейробиологии Соломона Х. Снайдера при Медицинской школе Университета Джона Хопкинса, Балтимор.

Исследование было частично поддержано грантами Национального института здравоохранения R01NS105961, 1R01NS079432 и 1R01EY024575 и финансировалось Фондом исследований Shriners.


Источник истории:

Материалы предоставлены университетской системой здравоохранения Темпл . Примечание: содержание может быть отредактировано по стилю и длине.


Ссылка на журнал :

  1. Фатима М. Натан, Йосуке Охтаке, Шуо Ван, Синьпэй Цзян, Армин Сами, Хуа Го, Фен-Цюань Чжоу, Шусинь Ли. Повышающая регуляция Lin28a способствует регенерации аксонов у взрослых мышей с повреждением зрительного нерва и спинного мозга . Молекулярная терапия , 2020; DOI: 10.1016 / j.ymthe.2020.04.010