Mayo Clinic研究发现了一种修复中枢神经系统疾病的分子开关

2020年02月10日

罗切斯特,明尼苏达州 — Mayo Clinic研究人员发现,一种分子开关能在动物体内启动一种物质,从而修复多发性硬化症等疾病中的神经损伤。在动物模型中进行的早期研究有望推动这一已获得美国食品药品监督管理局批准的疗法,同时还可能促成治疗中枢神经系统疾病的新策略。

Isobel Scarisbrick博士开展的研究发现,通过在基因上关闭一种由血液蛋白质激活的称为蛋白酶激活受体1 (PAR1)的受体,机体可以开启髓鞘再生。髓鞘是一种覆盖并保护神经的脂肪物质。该研究发表于《神经科学杂志》(Journal of Neuroscience)

“髓鞘再生具有改善机体功能的巨大潜力。我们已经证明,在阻断PAR1受体的情况下,神经系统的恢复情况更好,并且速度更快。在许多情况下,神经系统确实具有良好的先天修复能力。”首席研究员兼高级作者Scarisbrick博士说,“这为开发新的临床相关髓鞘再生策略奠定了基础。”

髓鞘、凝血酶和神经系统

髓鞘的作用就像电线绝缘体,可保护通过神经系统传递的信号。脱髓鞘或髓鞘损伤会减慢脑细胞之间的电信号传递,导致感觉和运动功能丧失。这种损害有时是永久性的。多发性硬化症、阿尔茨海默氏症亨廷顿病精神分裂症脊髓损伤等病症中均存在脱髓鞘情况。

凝血酶是血液中的一种帮助愈合的蛋白质。但是,凝血酶过多会触发存在于细胞表面的PAR1受体,而这会阻止髓鞘的产生。具有髓鞘再生能力的少突胶质前体细胞通常存在于髓鞘损伤部位,包括多发性硬化症中的脱髓鞘损伤。

“这些少突胶质细胞不能分化为成熟的髓鞘再生细胞的原因目前仍不明确,”Scarisbrick博士说,“我们的研究确定PAR1是髓鞘再生的分子开关。在这项研究中,我们证明,在两个独特的脱髓鞘疾病实验模型中阻断PAR1(也称为凝血酶受体)可促进髓鞘再生。”

研究

该研究重点关注两个小鼠模型,一个是髓鞘损伤的急性模型,另一个模型则研究了慢性脱髓鞘。两个模型都模拟了多发性硬化症、阿尔茨海默氏症和其他神经系统疾病中髓鞘损失的独特特征。研究人员在基因上阻断了PAR1以阻止凝血酶过量的作用。

这项研究不仅发现了一种新的开启髓鞘再生的分子开关,还发现了PAR1受体与一个非常强大的生长系统(脑源性神经营养因子(BDNF))之间的新的相互作用。BDNF就像是一种肥料,使脑细胞保持健康、运转和生长。

值得注意的是,研究人员发现,目前已获得美国食品药品监督管理局批准的抑制PAR1受体的药物也表现出能够促进实验室试验细胞中的髓鞘产生。

“要强调的是,我们之前没有提倡患者使用这种抑制剂,目前也同样不提倡。”Scarisbrick博士说,“我们尚未在动物中使用过这种药物,并且还没有准备好将其用于对患者进行髓鞘修复。使用细胞培养系统,我们证明了这种方法具有改善髓鞘再生的潜力。”

目前仍需开展额外研究来验证这项研究的发现并将其推广到临床实践。

这项研究由国家多发性硬化症协会资助,并得到了Mayo Clinic康复医学研究中心、多发性硬化症和自身免疫神经病学中心以及Mayo Clinic Center for Regenerative Medicine的支持。


 

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