研究人员发现TBI后监测和预防神经细胞恶化的新方法

研究人员发现新的监测方法防止脑外伤后神经细胞退化
在今天发表在《细胞》杂志网络版上的一项新研究中,研究人员发现了一种新的方法,可以防止大脑神经细胞在损伤后恶化,这也揭示了创伤性脑损伤和AD之间的潜在机制联系。资料来源:大学医院/皮珀实验室

对头部的猛烈撞击会导致创伤性脑损伤(TBI),目前在美国约有500万人在遭受创伤性脑损伤后患有某种形式的慢性损伤。即使是轻微的创伤性脑损伤,也会导致终生的神经细胞退化,这与多种神经精神疾病有关。不幸的是,没有药物能在神经细胞受伤后保护它们。在衰老和遗传因素之后,创伤性脑损伤是阿尔茨海默病(AD)的第三大病因,但这两种疾病之间的联系还不清楚。

在一项新的研究中,今天在线发布细胞在美国,研究人员发现了一种新的预防方法这也揭示了创伤性脑损伤和AD之间潜在的机制联系。他们的发现也产生了一种新的血液生物标志物损伤后的细胞退化,这是非常重要的,因为迫切需要基于机制的血液生物标志物来诊断创伤性脑损伤并对其严重程度进行分期。

在这项研究之前,之前就有报道称,神经细胞中的一种叫做tau的小蛋白质在AD患者死后的大脑中被一种叫做乙酰化的化学过程所修饰。但是这种变异是如何产生的,以及它在疾病过程中的作用,人们还不清楚。

“通常,Tau在神经细胞中的功能以维持轴突的适当结构,这是神经细胞彼此沟通所需的神经细胞延伸,”Andrew A. Pieper,MD,Ph.D.,Ph.D.,Ph.D.,Reader On该研究,Harrington Discovery Institute(HDI)调查员和大学医院HDI神经治疗中心的主任(UH),Morley-Mather椅子在尤赫斯·阿尔茨海默病疾病研究中心的翻译治疗核心董事,VA Gerittic研究,教育和临床护理(GRECC)调查员。“鉴于广告与TBI之间的关系,我们想知道在TBI中也可能发生升高的乙酰化 - Tau(AC-Tau),如果是这样,这是否可以提供实验平台,以研究其在神经细胞恶化中的潜在作用。”

PIEPER的实验室博士发现AC-TAU在小鼠和大鼠中以多种形式的TBI迅速增加,并且当神经细胞变性未经处理时长期持续存在。他们还表明,当AD患者也具有TBI之前的历史记录时,人AD大脑中的AC-TAU增加进一步加剧。

“我们的研究表明,在actau蛋白上升后,神经细胞体和轴突交界处的一个特殊结构,称为轴突初始段,会被破坏,”该研究的共同第一作者Shin Min-Kyoo博士解释说。结果,tau蛋白不再被适当地隔离在轴突中。这会导致轴突变性,随后是神经功能损害。”

在新的信号通路中的三个节点中的每一个在三个节节点中的TBI中测试治疗干预措施,以至于它们鉴定为损伤后的神经细胞AC-TAU增加。使用已知的药物或实验药物,他们看到所有三个点都提供了有效的治疗机会。

令人惊讶的是,他们发现两种fda批准的非甾体消炎药(通常用作止痛药的消炎药),双水杨酸盐和双氟尼柳,对小鼠创伤性脑损伤后的神经有很强的保护作用。与其他非甾体类抗炎药不同,这两种药物抑制神经中的乙酰转移酶在脑损伤后将乙酰基添加到Tau蛋白上。

接下来,他们审查了超过七百万患者记录,并了解到,与阿司匹林在其它患者的同一时间段内的使用相比,Salsalate或Diflunis的使用情况与AssaIlin的使用率降低有关。在不同的异常和Salsalate中的保护作用较强,与抑制乙酰转移酶相对于Salsalate的不同效力相关。NSAID阿司匹林用作比较组,因为它不抑制乙酰转移酶。

最后,因为Tau蛋白从大脑中自由扩散到血液中,研究人员检查了TBI后AC-TAU是否也可能在血液中升高。在小鼠中,他们发现AC-Tau的血液水平与脑水平紧密相对应,并且当小鼠用治疗剂处理小鼠的治疗剂并降低脑AC-TAU并采取保护时,血液水平恢复正常情况。重要的是,他们还发现,人TBI患者的血液中Ac-Tau显着增加。

“这项工作有许多潜在的临床意义,”Edwin博士解释道,Vázquez-Rosa,该研究的共同第一作者。“首先,它表明了药物双水杨酸盐和二氟尼柳通过这种新机制提供了以前未被识别的神经保护活性,而且在为传统适应症患者开这些药物的过程中,似乎也相对保护了患者免受神经退行性疾病的发展。”因此,这些药物也可能有助于保护TBI患者免受AD的侵袭。最后,我们的工作提供了一种新的脑外伤后神经退化的血液生物标记物,可以用来评估损伤后神经细胞退化的严重程度和进展。”

Robert A. Bonomo医学博士,俄亥俄东北医疗保健系统退伍军人管理局副主任,凯斯西储医学院教授补充说:“我们的许多病人都患有脑外伤或AD。这些重要的发现将对我们的退伍军人人口产生巨大的、长期的影响。”

研究中的下一步涉及进一步调查Ac-Tau作为神经退行性疾病中的生物标志物的适用性以及Diflunisal或Salsalate作为人类神经保护药物的潜在效用,以及对Ac-Tau导致神经的机制的更深层次研究细胞劣化。


进一步探索

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更多信息:Shin, M, Vázquez-Rosa, E,等。减少乙酰化tau蛋白在脑损伤中具有神经保护作用。细胞DOI: 10.1016 / j.cell.2021.03.032
期刊信息: 细胞

引文研究人员发现监测和预防脑外伤后神经细胞退化的新方法(2021年4月13日)从//www.pyrotek-europe.com/news/2021-04-nerve-cell-deterioration-tbi.html获得
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