肉毒杆菌毒素可能超越注射部位

肉毒杆菌毒素是地球上最致命的物质之一,和两个特定毒素,包括流行的药物注射肉毒杆菌,有多个用于治疗许多神经肌肉疾病,包括皱眉,禁用肌肉痉挛和偏头痛。

肉毒毒素取消肌肉神经信号,造成瘫痪,会持续数月之久。鉴于其非凡的毒性,剂量通常以10克,和目标只精心选择沉默所需的运动神经。

当肉毒杆菌毒素肉毒和相关药物进入市场,“他们的想法是,他们是安全的,他们呆在注入,,你不用担心毒素会影响中枢神经系统,导致奇怪的,”埃德温·查普曼说,霍华德休斯医学研究所的一位研究员,威斯康星大学麦迪逊分校的神经科学教授。

担心这种强大的毒素可以超越注射部位钢筋在2009年,当美国食品和药物管理局(fda)添加了一个突出的警告处方信息”强调,肉毒杆菌毒素可能蔓延的区域注入产生肉毒中毒症状一致,”包括“意外失去力量和肌肉无力。…明白吞咽和呼吸困难可以危及生命,有报道称死亡人数与肉毒杆菌毒素扩散的影响。”

此外,医生看到了令人费解的治疗结果,Ewa Bomba-Warczak补充道,在神经科学博士候选人。“在许多情况下,注射后禁用的颈部肌肉痉挛称为颈肌张力障碍,没有肌肉张力的变化但病人发现救济和非常快乐。这个结果不能被解释为当地的效果。”

今天(8月4日发表的一项研究中,2016)在细胞的报道,查普曼资深作者,第一作者Bomba-Warczak和他的同事们提出明确的证据表明,毒素是培养皿中的神经元之间移动。

这项研究观察了小鼠神经元井用细小的通道,使轴突生长——神经元的长纤维使用交流。

在测试中两个肉毒毒素,研究人员看到毒素分子进入细胞,注入。

一旦进入一个神经元,劈开肉毒毒素蛋白质负责融合化学容器,称为囊泡,质膜。这种融合与肌肉,事件背后释放出化学信号通信,无法融合导致肉毒杆菌毒素引起的暂时的麻痹。

使用抗体识别受损蛋白质碎片,查普曼的团队表明,神经细胞毒素分子正井没有最初收到的有害分子。“每次毒素徒在本地的一个分数(在第一个神经细胞接触),另一个分数就在远处,”查普曼说。“这是未知他们走多远,这可能取决于剂量的毒素和其他因素。”

杰森Vevea合著者,威斯康辛大学麦迪逊分校博士后,视频显示标记分子的肉毒杆菌毒素沿着轴突连接神经元。

肉毒毒素是第一次描述了在1800年代,威斯康辛大学麦迪逊分校,长期以来一直是研究的主题。爱力根公司,市场四个版本的肉毒杆菌毒素,报道全球肉毒杆菌2015年销售额近20亿美元。

注射肉毒杆菌毒素都是在轴突和到达胞体,以绿色显示,之前被运送到不同的神经元,红色所示。图:EWA BOMBA-WARCZAK

被发现毒素分子并不总是呆在它们注射,查普曼说,威斯康辛州研究回答一个长期存在的流动性问题,但引发了更多。“我们看到,这些毒素进入神经元注射部位,导致所需的局部瘫痪,但Ewa和杰森显示明确的存在第二个入口通道,需要一些毒素分子的其他神经元。”

所做的研究,在实验室培养皿,删除变量困扰相似的研究在动物,查普曼说。“我们想看看我们是否能建立一个在体外(菜)系统,允许直接可视化的假定的运动的方式简单,容易理解,和明确的。他们,还是他们不?”

查普曼奇迹的影响极其强大的毒素分子神经网络。当地的影响,直到现在,被认为是唯一的效果。但其影响的一部分是由于运输毒素?

能回答这些问题通过基因工程细菌,使肉毒梭状芽胞杆菌毒素改变毒素的结构,查普曼说。“我们可能能够变异的一部分毒素,高度神经元上的受体,所以它只能进入当地的途径,不是我们所描述的这种新的途径。”

要是当地医学,影响明天的版本的这个古老的毒素分子可能从皱纹减轻症状到严重的肌肉痉挛没有超越目标神经元。

“我有一个很难想象,任何医生都要注入一些他们可以了解当他们有一个选项来使用保持不动的东西,”查普曼说。“这是一个令人兴奋的前景,取代20亿美元的药物更安全的药物。”