发布时间:2014-08-07 13:18 原文链接: 《PLOS》:修复受损脊髓的新线索

  青蛙、狗、鲸鱼、蜗牛等许多动物的神经受损之后都可以再生,但是人类和灵长类动物却不能。最近,美国索尔克生物研究所的一项最新研究表明,一种小分子或许可以使受损的神经生长,并有效地重新连接神经电路。这种壮举最终可能为严重脊髓损伤和瘫痪患者带来新的治疗方法。

  相关研究结果发表在2014年8月5日的《PLOS Biology》杂志。本文资深作者、索尔克研究所Kuo-Fen Lee教授称:“这项研究表明,我们或许可以模拟较低等动物中自然发生的神经元修复过程,这将是非常令人兴奋的。”

  受损的神经要恢复功能,其长的信号传送延伸(被称为轴突)需要生长并建立与其他细胞的新连接。

  去年夏天在《PLOS ONE》发表的一项研究中,Lee及其同事发现,蛋白质p45可通过阻止轴突鞘(称为髓磷脂)抑制再生,而促进神经的再生。然而,人类、灵长类动物和其他一些更高级的脊椎动物没有p45蛋白。研究人员反而发现了一个不同的蛋白质——p75,当这些动物发生神经损伤时,这个蛋白可结合轴突的髓磷脂。p75不是促进神经再生,实际上它会停止受损神经的生长。

  Lee指出:“我们不知道为什么这种神经再生不发生在人类当中。我们可以推测,大脑有许多神经连接,因此这种再生完全没有必要。”

  在这项新研究中,科学家们研究的是,两个p75蛋白如何相互结合在一起,形成一个配对,与受损髓磷脂释放的抑制剂螯合。

  通过利用核磁共振(NMR)技术研究溶液中的蛋白质结构,研究人员发现,促生长的p45可能会破坏p75配对。Lee说:“由于不明确的原因,当p45加入时,它会使配对分裂开。”

  更重要的是,p45蛋白能够结合到p75上的特定区域,该区域对于p75的配对至关重要,从而降低与髓磷脂释放的抑制剂结合的p75配对的数量。用较少的p75配对来结合抑制剂信号,轴突就能够再生。

  研究结果表明,一种能有效地打破p75配对的药物——无论是p45还是其他破坏分子,能够为脊髓损伤提供一种可能的疗法。一种治疗方法可能是,将更多的p45蛋白引入到受损的神经元中,但是一种更巧妙的策略是,引入一个小分子阻塞两个p75蛋白之间的联系。Lee说:“这样的药物可能会通过血脑屏障,到达脊髓损伤部位。”

  下一步,研究人员将探讨引入p45是否能够帮助再生受损的神经。Lee说:“这是我们在将来希望实现的。”

相关文章

鲸鱼体内的这种蛋白,有望延长人类寿命

在人类中,活到百岁已是长寿,而在鲸类中,这个岁数还算“年轻”,因为该家族中的弓头鲸有时能活200多年。但没人知道弓头鲸长寿的原因。一项10月29日发表于《自然》的研究发现,弓头鲸能够活数百年且不患癌症......

动物实验显示:一种关键蛋白可能是调控大脑衰老的“主开关”

美国加州大学旧金山分校科学家发现,大脑衰老背后隐藏着一种名为FTL1的关键蛋白。实验显示,过量FTL1蛋白会导致小鼠记忆力衰退、大脑神经连接减弱以及细胞反应迟钝。一旦阻断这种蛋白,老年小鼠就能恢复年轻......

新策略助力蛋白蛋白相互作用先导化合物设计

中国科学院上海药物研究所研究员罗成、周兵、陈奕和华东师范大学研究员陈示洁合作,提出“强支点占据-杠杆干扰”(FOLP)的蛋白-蛋白相互作用(PPI)先导化合物设计策略,为PPI领域研究提供新的概念和方......

研究发现病毒蛋白抑制水稻免疫途径新机制

水稻作为最重要的粮食作物,为超过半数的世界人口提供主食。然而,水稻黑条矮缩病毒(SRBSDV)等病毒严重危害水稻生长,威胁粮食生产安全,解析病毒—水稻互作的分子机制对水稻病毒病的防控具有重要意义。近日......

科学家发现可高效再生关节软骨的干细胞

同济大学生命科学与技术学院、附属东方医院再生医学研究所教授岳锐课题组联合海南医科大学教授邹卫国课题组,首次发现了对力学刺激敏感的Procr+软骨干细胞,并证明其不仅对关节软骨稳态维持至关重要,而且在关......

在动物大脑中直接修复DNA——神经科学研究新突破系列之一

神经元中基因编辑的插图。图片来源:杰克逊实验室哪怕在五年前,人们也会认为在活体大脑中进行DNA修复是科幻小说中才有的情节。但现在,科学家已能进入大脑、修复突变,并让细胞在整个生命周期中维持住这种修复效......

我国科学家发现大豆种子油蛋比调控关键基因

记者从安徽农业大学获悉,该校王晓波教授团队联合中国农业科学院作物科学研究所邱丽娟、李英慧研究员团队,解析了关键基因对大豆种子油脂和蛋白比例(油蛋比)的调控机制,为高油或高蛋白大豆品种选育提供了新方向。......

“死神”蛋白究竟是如何让细胞走上不归路

中国科学院院士施一公团队解析了BAX线状/环状聚合物所共享的基本重复单元结构,解答了“死神”BAX究竟是如何让细胞走上死亡命运的不归路。6月27日,相关研究成果发表在《科学》。BAX多边形结构。课题组......

“超级再生”动物激发人类医疗灵感

在受伤后,一些涡虫几乎可以再生体内的所有细胞,墨西哥钝口螈可以重建整个四肢和部分大脑,斑马鱼可以修复断裂的脊髓,绿安乐蜥则能重新长出尾巴。鱼类、两栖动物、爬行动物和蠕虫展现的再生能力令研究人员着迷已久......

中国科学家找到参与哺乳动物再生的首个分子开关

壁虎断尾重生、蝾螈肢体自愈、兔子耳朵戳个洞也能再长齐……而人类、小鼠这类哺乳动物受伤后,往往只能结疤愈合,无法“原装”再生。什么原因让高等哺乳动物丢失了这些“超能力”?这一直是生物学界的一大谜题。最近......