损坏时,成人的大脑修复本身,回到开始

成年人的大脑细胞受伤时,他们回到胚胎状态,根据新发现发表在4月15日,2020年自然由加州大学圣地亚哥医学院的研究人员,与同事。科学家们报告说,在他们的新实施的不成熟状态,细胞能够再生的新连接,在合适的条件下,可以帮助恢复失去的机能。

修复大脑和脊髓的损伤可能是医学最令人畏惧的挑战。直到最近,这似乎是一项不可能完成的任务。这项新研究展示了一个“转录路线图的再生成人大脑。”

“利用现代神经科学的难以置信的工具,分子遗传学,病毒学和计算能力,我们第一次来确定整个组基因如何在成人大脑细胞重置本身为了再生。这给了我们基本的了解,在转录水平上,再生,”资深作者Mark Tuszynski说,医学博士,博士,转化神经科学研究所的神经科学教授在加州大学圣地亚哥分校医学院的。

使用一个小鼠模型,Tuszynski和他的同事们发现,受伤后,成熟的神经元在成人大脑回到胚胎状态。说:“谁会想到Tuszynski。“只有20年前,我们成人大脑的思考为静态,终末分化,完全建立和不可改变的”。

但是弗雷德“生锈”计,博士,总裁和索尔克生物研究所教授和加州大学圣地亚哥分校的副教授,和其他人发现,新的大脑细胞不断产生的海马和subventricular区,在生活中补充这些大脑区域。

“我们的工作进一步产生影响这一概念,“Tuszynski说。“大脑的能力,修复或替换本身并不局限于两个领域。相反,当一个成年人的大脑细胞皮层受伤了,它返回(在转录水平上)胚胎大脑皮层神经元。在这个恢复,不成熟的状态,它现在可以再生轴突提供了一个环境来成长为。在我看来,这是最引人注目的特性研究,完全是令人震惊的。”

提供一个“鼓励再生环境,”Tuszynski和他的同事们调查了脊髓损伤后受损的神经元如何回应。近年来,研究人员已经明显先进的可能性使用移植神经干细胞刺激脊髓损伤修复和恢复失去的功能,基本上通过诱导神经元轴突延伸和受伤的网站,重新连接切断神经。

去年,例如,一个多学科团队由科比·Koffler博士,神经科学助理教授,Tuszynski,和Shaochen Chen博士,教授和教员纳米工程工程研究所的医学在加州大学圣地亚哥分校,描述使用3 d印制的植入物促进神经细胞生长脊髓损伤在老鼠身上,恢复连接和失去功能。

最新的研究产生了第二个惊喜:在促进神经元生长和修复,必要的遗传途径之一涉及到基因杭丁顿蛋白(计画),当突变,导致亨廷顿氏舞蹈症,毁灭性的疾病特点是进步的神经细胞在大脑中。

Tuszynski的团队发现,“再生转录组”——皮质脊髓神经元所使用的信使RNA分子的集合持续的计画的基因。在转基因小鼠缺乏计画的基因,脊髓损伤显示显著减少神经和再生。

“虽然做了大量的工作在试图理解为什么杭丁顿蛋白突变导致疾病,不理解是正常的杭丁顿蛋白的作用,“Tuszynski说。“我们的工作表明,杭丁顿蛋白促进修复至关重要大脑神经元。因此,预测这个基因的突变会导致成人神经元自我修复的损失。反过来,这可能导致神经元变性,导致亨廷顿氏舞蹈症缓慢。”