圖片摘自:michelsonmedical.org
2016年4月4日 訊 /生物谷BIOON/ --長期以來神經科學家一直認為瘢痕組織是通過神經膠質細胞形成的,神經膠質細胞是中樞神經系統中圍繞在神經元周圍的特殊細胞,當大腦或脊髓受損時其可以阻礙損傷的神經細胞繼續生長,因此難怪研究者們會假設如果他們尋找到一種移除或中和疤痕組織的方法,那麼損傷的神經元細胞或許就會進行自我修復。
近日刊登在國際雜誌Nature上的一項研究論文中,來自加州大學洛杉磯分校的研究人員通過研究發現,研究者們的上述假設或許阻礙了他們對脊髓損傷修復的研究。文章中利用小鼠進行研究,他們發現,脊髓損傷後疤痕組織的形成實際上會促進神經細胞的再生,而這或將幫助科學家們開發新型方法來進行脊髓損傷的修復。
研究者Sofroniew教授說道,20多年以來,我們一直在利用特殊技術來抑制膠質疤痕形成從而促進神經纖維再生、修復和恢復;但從來沒有觀察到一種正向的效應;如今我們發現幹擾神經膠質疤痕的形成實際上會損傷神經纖維的再生,而神經纖維的再生通常是通過生長因子來刺激的。
文章中研究者對兩種類型的西小鼠進行研究,其中一種小鼠機體中特殊的基因可以被開啟來抑制機體疤痕的形成,而在另外一種工程化修飾的小鼠中,當其機體形成疤痕後機體可以自動溶解疤痕;利用螢光成像技術,研究者追蹤了單一軸突的變化,來觀察如果當疤痕被阻斷後軸突是否可以接近或者繞過損傷位點;結果發現在所有研究對象中,軸突均為表現出通過損傷部位的生長現象。
隨後研究者還進行了一項生化篩查試驗,目的在於鑑別在疤痕組織中表達的特殊分子,結果研究者發現了可以支持軸突生長的較高水平的因子,這就表明疤痕組織實際上可以產生特殊的化學信號,雖然信號非常微弱,但其足以促進軸突繼續生長了,研究者指出,後期修復中樞神經系統的策略或許會涉及到更多的生長因子的參與,而這些生長因子也將被持續移植入患者的患處發揮相應的作用。
最後研究者Sofroniew說道,在小鼠模型中利用的特殊技術或許並不能用於患者機體,但當前這項研究工作及其成果對於開發新型策略來幫助神經纖維在多種脊髓損傷處再生提供了新的線索和思路,也為後期進行更為深入的研究奠定了一定基礎。(生物谷Bioon.com)
本文系生物谷原創編譯整理,歡迎轉載!點擊 獲取授權 。更多資訊請下載生物谷APP.
Astrocyte scar formation aids central nervous system axon regeneration
Mark A. Anderson, Joshua E. Burda, Yilong Ren, Yan Ao, Timothy M. O』Shea, Riki Kawaguchi, Giovanni Coppola, Baljit S. Khakh, Timothy J. Deming & Michael V. Sofroniew
Transected axons fail to regrow in the mature central nervous system. Astrocytic scars are widely regarded as causal in this failure. Here, using three genetically targeted loss-of-function manipulations in adult mice, we show that preventing astrocyte scar formation, attenuating scar-forming astrocytes, or ablating chronic astrocytic scars all failed to result in spontaneous regrowth of transected corticospinal, sensory or serotonergic axons through severe spinal cord injury (SCI) lesions. By contrast, sustained local delivery via hydrogel depots of required axon-specific growth factors not present in SCI lesions, plus growth-activating priming injuries, stimulated robust, laminin-dependent sensory axon regrowth past scar-forming astrocytes and inhibitory molecules in SCI lesions. Preventing astrocytic scar formation significantly reduced this stimulated axon regrowth. RNA sequencing revealed that astrocytes and non-astrocyte cells in SCI lesions express multiple axon-growth-supporting molecules. Our findings show that contrary to the prevailing dogma, astrocyte scar formation aids rather than prevents central nervous system axon regeneration.