生物学家发现新策略来治疗中枢神经系统损伤

在发表于《Nature Neuroscience》期刊的研究中，加州大学圣迭戈分校（UC San Diego）神经生物学家发现协调神经系统构建的信号如何影响创伤性损伤后的恢复。他们还发现，操纵这些信号能够增强功能的恢复。

大多数遭受创伤性损伤的人拥有不*损伤的神经回路，通过康复训练重新配置未受损的回路，这些患者的功能可以部分恢复。但机制并不清楚。

研究人员报告，删除编码Ryk的基因，能够增强成年小鼠脊髓损伤后重建神经回路从而恢复精细运动控制的能力。Ryk是控制神经系统发育中连线的信号蛋白质的细胞表面受体。

"我们的新研究提供了*遗传学证据，表明这些信号蛋白会对中枢神经系统轴突如何响应脊髓损伤产生深远的影响"该研究团队负责人、加州大学圣迭戈分校生物科学部门神经生物学教授Yimin Zou说，"这表明，除了这些信号蛋白之外，许多其他导向因子也可能在成人脊髓修复中发挥作用。这为我们将神经系统发育中所学的知识应用于治疗成年期瘫痪开辟了新的机会。"

这些信号蛋白或"Wnts"在细胞交流中扮演重要角色。在神经系统发育中，它们决定年轻神经元zui终成为什么类型的神经细胞以及它们如何进行空间组织。

十几年前，Zou及其同事们在他的实验室发现，Wnt蛋白质在发育中的胚胎中渐变并引导轴突的生长。随后他们还发现，在成人脊髓和大脑运动皮质中，Wnts及其受体不表达，或者非常低的水平表达。但在遭受脊髓损伤的小鼠中，他们发现Wnt蛋白质重新出现在脊髓损伤区域周围，而Wnt蛋白受体Ryk出现在运动皮质的神经元中。

为了阐明Wnt蛋白质在脊髓修复中的作用，科学家们开发了一种小鼠，允许他们将Ryk从成年小鼠的运动皮质删除。

"通过这种方式，动物们可以正常发育"Zou说，"我们可以研究Ryk在动物成年期的作用，查看它是否会抑制损伤后的轴突再生。"

使用这种小鼠和正常对照组小鼠，科学家们在脊柱C5位置损伤后索（脊髓内的白质束），模拟部分脊髓损伤。切断它们的运动和感觉轴突，但保持脊髓内灰质和其余白质部分完好无损。

"与部分脊髓损伤人类患者类似，康复训练能够部分恢复小鼠的感觉和运动功能"Zou说，"我们使用特殊任务来测试动物使用运动皮质控制技巧动作的能力。小鼠通常不使用前爪来抓住食物颗粒。不过，可以训练它们学习这项依赖于运动皮质命令的任务。在训练这些小鼠后，我们选择性损伤发送精细运动控制命令的神经纤维，然后观察康复训练如何恢复精细运动控制。"

科学家们发现，（康复）训练后，缺乏Ryk的小鼠在损伤一个月后恢复得明显更好，并在随后数月里保持更好的状态。

"我们发现，操纵Ryk不仅能改善功能恢复的结果，还能够加速恢复"Zou说，"如果我们能够在人类中实现这一点，将显着改善部分脊髓损伤患者的恢复和生活质量。"

研究人员还生成了一种阻断Wnt受体Ryk功能的单克隆抗体。同样的伸出和抓握任务测量表明，这种抗体能够在相同脊髓损伤的大鼠中显着改善精细运动技能的恢复。

"这种单克隆抗体可能是有前途的治疗工具，不仅能够治疗脊髓损伤，还可能治疗创伤性脑损伤和中风"Zou说，"这项新研究中另一个有趣的发现是，只有结合分子操纵和康复训练才能实现脊髓损伤zui大程度的恢复。这对于设计治疗策略是重要的。"