科學家在小鼠體內發現關鍵蛋白質有望徹底改變神經修復過程
索爾克研究所的研究人員發現,蛋白質Mitf 在修復週邊神經病變的神經損傷方面發揮關鍵作用。這項突破為提高神經修復功能的新型療法鋪平了道路,有可能使數百萬神經病患者受益。
索爾克研究所的研究人員發現,蛋白質Mitf是小鼠周圍神經系統修復過程中的關鍵介質,這表明這是一個很有希望的新治療標靶。在美國,每年有300 多萬人受到週邊神經病變的影響,由於大腦和脊髓以外的神經受損,他們會感到疼痛和失去知覺。導致這種病症的原因有很多,包括糖尿病、外傷、遺傳疾病和感染。索爾克研究所的科學家在小鼠身上發現了一項關於修復週邊神經病變中受損神經的重大發現。他們發現,蛋白質Mitf 能活化神經系統中特化的許旺細胞的修復功能。
這項發現最近發表在《細胞報告》(Cell Reports)雜誌上,它可能為旨在加強修復過程和有效治療週邊神經病變的創新療法鋪平道路。
資深作者 Samuel Pfaff(Samuel Pfaff)教授說:「我們想知道,在急性創傷、遺傳性疾病或退化性疾病等不同情況下,是什麼機制控制著週邊神經的損傷反應。我們發現,許旺細胞是神經中保護和支持神經元軸突的特殊細胞,它們進入修復狀態的途徑是由蛋白質Mitf 介導的。”
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左起Samuel Pfaff 和Lydia Daboussi。資料來源:索爾克研究所
週邊神經系統由所有神經組成,這些神經從大腦和脊髓分支出來,為我們提供全身的感覺。外周神經中有許多細胞類型,但普法夫和他的團隊重點研究的是神經元和許旺細胞(Schwann cell),前者在整個神經系統中傳遞信息,後者則保護健康的神經元並修復受損的神經元。
考慮到由大腦和脊髓組成的中樞神經系統無法修復損傷,週邊神經系統修復損傷的能力就顯得特別重要。然而,人們對這項壯舉的機制仍然知之甚少。
![Cross-Section-of-Mouse-Sciatic-Nerves.jpg](https://i0.wp.com/static.cnbetacdn.com/article/2023/1202/3f14431583078c0.jpg?w=640&ssl=1)
小鼠坐骨神經橫切面。資料來源:索爾克研究所
為了揭示許旺細胞是如何分化並開始修復週邊神經損傷的,研究人員研究了夏科瑪利牙病(CMT)小鼠模型,這是一種遺傳性神經病變。
第一作者莉迪亞-達布西(Lydia Daboussi)曾是普法夫實驗室的博士後研究員,現任加州大學洛杉磯分校助理教授。她表示:”我們的研究結果表明,Mitf開啟的基因程序可以修復這些慢性疾病情況下造成的一些損傷,而當關閉這些程序時,疾病症狀會變得更糟。”
在患有CMT 的小鼠身上,研究人員注意到,完成修復的許旺細胞核中含有高水平的Mitf–那裡儲存著如何成為許旺細胞以及如何進行修復的遺傳指令。
在研究Mitf 和許旺細胞之間的這種關係時,他們發現Mitf 在感知到神經元損傷之前一直在許旺細胞的細胞質中。然後,損傷促使Mitf從細胞的細胞質轉移到細胞核,並在那裡指導許旺細胞進行修復。
為了驗證Mitf在創建修復許旺細胞中的重要性,研究人員將Mitf完全移除。在創傷和CMT病例中,神經修復在缺少Mitf的情況下都會停止–這證明Mitf是周邊神經修復和再生所必需的。
達布西認為,Mitf就像滅火器。它一直存在於許旺細胞中,直到損傷發生時才被發現。而當損傷發生時,Mitf 就會準備就緒,立即開啟細胞的修復功能。
最令人驚訝的是,Mitf竟然能在像CMT這樣的慢性疾病中協調這些修復功能。
索爾克大學本傑明-H-劉易斯講座教授普法夫說:「利用許旺細胞修復程序在治療慢性疾病方面具有巨大潛力。透過標靶治療,我們有可能促使更多的許旺細胞修復週邊神經損傷,並推動慢性病患者完成這些修復。此外,既然我們已經更好地掌握了修復機制,我們就可以看看是否也有可能啟動腦幹和脊髓的修復”。
未來,研究人員希望更具體地研究糖尿病神經病變–最常見的周邊神經病變。他們也希望探索加強這種修復途徑的治療方法,以創造更多的許旺細胞來修復損傷,無論損傷的來源是創傷、遺傳或長期發展。