发现损伤或多发性硬化症后恢复髓鞘的机制

发现损伤或多发性硬化症后恢复髓鞘的机制
脊髓髓鞘实验性局部降解后的重鞘化,模拟多发性硬化症引起的病变。在年轻人中,轴突(浅灰色圆形结构)周围的髓鞘(暗环)可以重建,但这一过程不是完全有效的,而且随着年龄的增长和疾病的进展,其效率急剧下降。图片来源:Mert Duman

神经生物学家克莱尔·雅各布教授领导的研究小组发现了一种重要的机制,可用于控制创伤后和退行性疾病中髓鞘的恢复。随着研究的深入,研究人员能够通过用活性物质茶碱治疗老鼠受损的髓鞘,从而恢复它们的神经细胞功能。这一突破性的发现是瑞士美因茨约翰内斯·古登堡大学(JGU)和弗里堡大学进行研究的结果。

神经元是由轴突组成的,轴突是一种长纤维状的延伸,可以向其他细胞传递信号。他们中的许多人都被一个这是一层厚厚的脂肪层,可以保护它们,并帮助刺激快速转移。没有了髓磷脂,神经元的功能能力,乃至整个神经系统的功能能力都受到限制,神经元很容易退化。多发性硬化(MS)是一种与髓鞘退化相关的疾病。多发性硬化症患者会连续发生脱髓鞘,导致神经系统功能逐渐丧失。轴突的再植可以防止这种情况的发生。

其目的是恢复轴突的保护髓磷脂涂层

完整的髓鞘是周围神经系统和中枢神经系统健康运转的先决条件。如果周围神经系统(PNS)受到损伤,例如在手臂或腿部的事故中,轴突及其髓鞘可以相对较好地恢复。克莱尔·雅各布教授说:“虽然可以改进,但脊髓神经系统的再生是相当有效的。不经历完全再生。

然而,中枢神经系统(CNS)在这方面是完全不同的,因为损伤后轴突和髓鞘没有有效的恢复。这意味着中枢神经系统损伤通常会导致永久性瘫痪——就像多发性硬化症中髓鞘缺失导致轴突变性一样。MS是最常见的中枢神经系统神经退行性疾病,可归因于神经元髓鞘的退化。如果髓鞘修复效果不佳,继发病变可导致中枢神经系统功能永久丧失。随着年龄的增长,身体的再碱化能力急剧下降。雅各布强调说:“为了促进髓磷脂的恢复,我们需要了解控制这一机制的过程。”

在最近的项目中,她的研究小组调查了小鼠周围神经系统和中枢神经系统的再髓鞘是如何发生的。“首先,我们想要了解阻止重组的过程。我们随后研究了如何抵消这种阻塞效应。”神经科学家发现,一种名为eEF1A1的蛋白质是这一过程中的关键因素,并发现eEF1A1被乙酰化激活会阻止重鞘化过程,但如果eEF1A1被去乙酰化激活,髓鞘就可以重建。使eEF1A1去乙酰化的蛋白质叫做组蛋白去乙酰化酶2 (HDAC2)。

茶碱促进外周和中枢神经系统的髓磷脂重建

雅各布说:“一旦我们了解了这个过程,我们决定通过提高HDAC2的活性和它在细胞中的合成来控制它。”这是通过使用活性物质茶碱实现的,茶碱也存在于茶叶中,长期以来一直被用于治疗哮喘。在一个小鼠模型中,使用茶碱超过4天的时间导致显著的恢复。脊髓鞘的恢复尤其令人印象深刻,在那里它们完全恢复。中枢神经系统的再生也得到改善,因为有快速和有效的重建年轻和年老小鼠的鞘。低剂量的活性物质足以引发改善——与已知的茶碱副作用相比,这是一个很大的加分项,高剂量的茶碱会产生副作用。

“总之,这项研究[…]表明茶碱通过激活HDAC2,促进eEF1A1去乙酰化,增加[…]在PNS和CNS损伤后的重鞘化速度和效率,因此在未来的翻译研究中,这是一种非常有前途的化合物,可以在创伤性损伤后或脱髓鞘障碍的情况下加速和促进重鞘化,”作者在发表于《世界神经科学》的论文中写道自然通讯.目前,在患者身上进行相应临床试验的资金正在寻求中,同时专利申请已经提交。


进一步探索

并非所有多发性硬化症样疾病都是相似的

更多信息:Mert Duman等人。EEF1A1去乙酰化使重组的转录激活,自然通讯(2020)。DOI: 10.1038 / s41467 - 020 - 17243 - z
期刊信息: 自然通讯

引用:损伤或多发性硬化症后确定的髓鞘恢复机制(2020年,8月24日),2021年2月23日从//www.puressens.com/news/2020-08-mechanisms-myelin-sheaths-injury-multiple.html获得
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