研究人员发现了监测和预防脑外伤后神经细胞退化的新方法

研究人员发现新的监测方法防止脑外伤后神经细胞退化
在今天发表在《细胞》杂志网络版上的一项新研究中,研究人员发现了一种新的方法,可以防止大脑神经细胞在损伤后恶化,这也揭示了创伤性脑损伤和AD之间的潜在机制联系。资料来源:大学医院/皮珀实验室

暴力吹或隆起头部可引起创伤性脑损伤(TBI),目前美国目前约有500万人在患TBI后以某种形式的慢性损伤生活。即使在温和的形式中,TBI也可以导致终身神经细胞劣化与各种神经精神状况相关。悲惨地,没有药物损伤后保护神经细胞。老化和遗传学背后,TBI是阿尔茨海默病(AD)的第三个主要原因,但这两个条件之间的联系尚未理解。

在一项新的研究中,今天发表在网上细胞在美国,研究人员发现了一种新的预防方法这也揭示了创伤性脑损伤和AD之间潜在的机制联系。他们的发现也产生了一种新的血液生物标志物损伤后的细胞退化,这是非常重要的,因为迫切需要基于机制的血液生物标志物来诊断创伤性脑损伤并对其严重程度进行分期。

在本研究之前,先前已据报道,通过称为乙酰化的AD患者后验证母线中的化学过程来修饰叫做Tau的神经细胞中的小蛋白质。但这种修改如何出现,并且没有理解它在疾病过程中的作用。

“正常情况下,tau蛋白在神经细胞中发挥作用,以维持适当的轴突结构,轴突是神经细胞相互交流所需的神经细胞延伸,”安德鲁·a·皮珀(Andrew A. Pieper)医学博士说,他是这项研究的资深作者,哈林顿发现研究所(HDI)研究员和大学医院HDI神经治疗中心(UH)主任,莫利-马瑟神经精神病学主席,克利夫兰阿尔茨海默病研究中心转化治疗中心主任,VA老年病学研究中心主任,教育和临床护理(GRECC)研究者。“考虑到AD和脑外伤之间的关系,我们想知道脑外伤中乙酰化tau蛋白(actau)的升高是否也会发生,如果是这样,那么这是否可以提供一个实验平台来研究其在神经细胞退化中的潜在作用。”

皮珀博士的实验室发现,在小鼠和大鼠多种形式的创伤性脑损伤中,actau蛋白快速增长,如果神经细胞退化得不到治疗,actau蛋白就会长期持续。他们还表明,当AD患者也有创伤性脑损伤病史时,AD患者大脑中actau蛋白的增加会进一步加剧。

“我们的研究表明,在ac-tau上升后,神经细胞身体交界处的特定结构及其轴突,称为轴突初始段,”Min-Kyoo Shin,Ph.D.,Ph.D.,Co-First)解释该研究的作者。“因此,TAU不再适当地在轴突中隔离。这导致轴突变性,其次是神经系统损伤。”

研究小组在创伤后新的信号通路的三个节点上测试了治疗干预措施,他们认为这三个节点导致损伤后神经细胞actau的增加。通过使用已知药物或实验药物,他们发现这三点都提供了有效的治疗机会。

令人惊讶的是,他们发现两种fda批准的非甾体消炎药(通常用作止痛药的消炎药),双水杨酸盐和双氟尼柳,对小鼠创伤性脑损伤后的神经有很强的保护作用。与其他非甾体类抗炎药不同,这两种药物抑制神经中的乙酰转移酶这会在脑损伤后将乙酰基添加到tau蛋白上。

接下来,他们检查了超过700万的患者记录,发现与同期其他患者使用阿司匹林相比,使用双水杨酸盐或双氟尼柳与AD和临床诊断的TBI的发生率降低相关。二氟尼柳和双水杨酸钠对乙酰转移酶的保护作用更强,这与双水杨酸钠对乙酰转移酶的抑制作用强于双氟尼柳钠有关。由于非甾体抗炎药阿司匹林对乙酰转移酶没有抑制作用,因此被用作对照组。

最后,由于tau蛋白从大脑自由扩散到血液中,研究人员检测了脑外伤后血液中的actau蛋白是否也会升高。在老鼠身上,他们发现血液中的actau蛋白水平与大脑的水平密切相关,当老鼠接受治疗时,血液中的actau蛋白水平会恢复正常,从而起到保护作用。重要的是,他们还发现人类脑外伤患者血液中的actau蛋白显著增加。

“这项工作有许多潜在的临床意义,”Edwin博士解释道,Vázquez-Rosa,该研究的共同第一作者。“首先,它表明了药物双水杨酸盐和二氟尼柳通过这种新机制提供了以前未被识别的神经保护活性,而且在为传统适应症患者开这些药物的过程中,似乎也相对保护了患者免受神经退行性疾病的发展。”因此,这些药物也可能有助于保护TBI患者免受AD的侵袭。最后,我们的工作提供了一种新的脑外伤后神经退化的血液生物标记物,可以用来评估损伤后神经细胞退化的严重程度和进展。”

罗伯特A. BONONO,MD,VA东北俄亥俄州医疗保健系统和教授员工副工作人员,案例西部储备医学院加入,“我们的许多患者患有TBI或广告。这些重要的发现将具有巨大,长期对我们的退伍军人人口的影响。“

下一步的研究需要进一步调查的适用性ac-tau作为神经退行性疾病和生物标志物的潜在效用diflunisal或双水杨酸酯作为人们的神经保护药物,以及更深层次的研究机制ac-tau引起神经细胞恶化。


进一步探索

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更多信息:Shin,M,Vázquez-rosa,E.等。还原乙酰化 - Tau是脑损伤的神经保护。细胞DOI: 10.1016 / j.cell.2021.03.032
期刊信息: 细胞

引用:研究人员发现监测和预防脑外伤后神经细胞退化的新方法(2021年4月14日,从//www.puressens.com/news/2021-04-nerve-cell-deterioration-tbi.html)
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