脊髓轴突损伤部位决定了神经元的再生命运
加州大学圣地亚哥分校医学院的研究人员报告了一种以前未被重视的现象,即脊髓中神经元的通讯线路(即轴突)受损的位置决定了神经元是简单地稳定还是试图再生。这项研究发表于4月30日神经元,展示了活体成像技术的进步如何为人体对脊髓损伤作出反应的能力提供了新的见解。
虽然神经元体很小,但它的轴突可以向上或向下延伸很远脊髓它在人类体内大约有1.5英尺长。沿着这段距离,轴突分叉,与其他细胞建立数百个连接,发出信号,使我们能够感知周围的世界并做出反应。除非发生什么事扰乱了轴突的活动范围。成人大脑和脊髓的轴突在受伤后的再生能力非常有限,这是许多研究人员在治疗脊髓损伤和大脑神经退行性疾病时试图克服的障碍。
在这项研究中,高级作者郑滨海博士、神经科学副教授、第一作者Ariana O. Lorenzana博士和同事使用了一种复杂的光学成像技术,使他们能够直接可视化活老鼠模型中的脊髓。通过这种方法,研究人员能够系统地检查轴突损伤位置对损伤分支退变和再生的影响。他们比较的损伤位置是在轴突的主要分叉点(一个轴突分叉成两个)之前和之后。伤刚过树枝点就把其中一根剪掉,留下另一根完好无损,或者把两根都剪掉。
研究人员发现,在分支点出现之前,主要轴突的损伤会导致89%的病例再生。在67%的病例中,两个分支均被切断的轴突再生。损伤后至少5天,再生以轴突延伸、分支或两者并存的形式发生。相比之下,只有12%的病例是在一个主要的分支点后,在两个轴突分支中的一个被切断后再生的。在这种情况下,受伤的分支会一直修剪自己回到基部,保留另一个未受伤的分支的功能。
“我们认为正在发生的是,如果一个轴突受伤以这样一种方式,它仍有某种联系,仍然是传输信号,神经元可以名正言顺的稳定,但不需要的能量再生轴突长度或杀了整件事,”郑说。“另一方面,一旦轴突的两个分支都被切断,不再有任何连接或输出,神经元就有理由拥有能量和资源来再生,尽管这种努力在成年哺乳动物的中枢神经系统中基本上是徒劳的。”
这是对神经元行为的一种新的、但非常基础的理解,在提出新的治疗方法时,记住这一点非常重要脊髓损伤,研究人员说。
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