2021年1月19日

帕金森氏症:以磁性显示神经生长方向的初步步骤

大脑中的神经损伤不能轻易再生的一个原因是神经突不知道它们应该向哪个方向生长。一个来自Ruhr-Universität Bochum (RUB)，巴黎索邦大学和Technische Universität Braunschweig的研究团队正在用磁性纳米颗粒向他们展示方向。该团队由罗尔夫·休曼教授领导，他是RUB的高级分子神经生物化学研究员，希望这将使神经退行性疾病如帕金森氏症的影响得到长期缓解。研究结果于2020年12月31日发表在该杂志上科学报告。

神经细胞不认识路

损伤或神经退行性疾病导致的脑功能恢复一直是神经科学和医学上尚未解决的问题。再生的中枢神经系统当再生的神经突，即轴突，接触到具有生长抑制特性的蛋白质时，这是非常有限的。Rolf Heumann解释说:“再生轴突最初也不知道它需要向哪个方向生长，才能到达和功能上连接失去神经的目标组织。”

信号通路使神经纤维得以生长

BOONUM的团队以前能够表明神经元内的中央信号通路的激活，该途径由附着的RAS蛋白触发细胞膜，保护细胞不变性，也促进纤维生长。研究人员想在当前的项目中控制纤维生长的方向。为了做到这一点，他们使用了磁性纳米颗粒，它们植入模型神经元内部。RAS信号传导途径的激活是由永久活性的RA蛋白或通过RAS调节开关蛋白触发的。

用磁提示控制纳米颗粒

“我们最初表明我们能够使用磁提示以受控方式移动神经元内的黑色颗粒，”Fabian Raudzus解释说。然后，该组还成功地将RAS调节开关蛋白结合到细胞内部至纳米颗粒并将其磁力传送到细胞膜。然后，研究人员能够将这些官能化的纳米颗粒植入神经沸石并使它们在其尖端上积聚，在那里测定生长方向。使用光散射测量和诸如荧光相关光谱等微观方法来证明纳米颗粒和RAS开关蛋白的结合。

研究团队在神经纤维中磁力控制功能化纳米粒子的能力中看到了治疗潜力：“日本研究员君高哈尼省教授最近开始了基于定制神经元的移植的临床试验，以取代由于帕金森因帕金森而丢失的某些多巴胺能神经元“解释了Heumann。“我们研究的长期目标是在大脑中使用官能化磁性纳米粒子促进移植的多巴胺能神经元的再生。”

提供数百万神经元

要做到这一点，纳米粒子必须被引入数百万个神经元。该团队能够使用模型细胞显示，大量的细胞群同时装载这些细胞磁性纳米颗粒使用一种简单的基于机械压力的方法。这并没有破坏神经纤维的诱导生长。