基因开关可以激活神经元再生

许多神经退行性条件,从青光眼到阿尔茨海默病,以损伤轴突长,细长的预测进行电脉冲从一个神经细胞,促进细胞通讯。损伤轴突常常会导致神经元损伤和细胞死亡。

研究人员知道,抑制酶双重亮氨酸拉链激酶(DLK)似乎强劲保护神经元广泛的神经退行性疾病模型,但DLK也抑制轴突再生。直到现在,没有有效的方法来修改基因提高神经元的长期生存,促进再生。

2020年12月14日发表的一篇论文PNAS一个拥有多个大学的研究员领导的研究小组,加利福尼亚大学圣地亚哥医学院和加州大学圣地亚哥医疗Shiley眼科研究所确定另一个家庭的酶称为生殖细胞激酶激酶4 (GCK-IV激酶)强劲的抑制神经,同时也允许轴突再生,使一个有吸引力的治疗方法治疗神经退行性疾病。

“总的来说,我们发现有一组基因,抑制时,允许视神经细胞存活和再生,”德里克Welsbie资深作者说,医学博士,博士,副教授眼科的维特比家庭眼科学系Shiley眼科研究所。

“这项工作之前,现场知道如何让这些细胞生存,但不能再生。相反,有一些方法可以促进再生,但生存相当温和。当然,对于一个成功的策略,视力恢复,你需要两个,这是朝着这一方向迈进了一步。”

研究人员进行了一系列的屏幕后首先建立视网膜神经节细胞(RGC)从人类干细胞。RGCs是一种视网膜神经元的内表面附近的眼睛。他们从光感受器接收视觉信息,共同帮助传输信息到大脑。

第一个屏幕测试涉及一组研究化学物质来评估他们的能力增加RGCs的生存;第二测量化学物质以促进再生的能力。

“我们使用机器学习技术来理解为什么某些化合物活性而其他人没有确认这些关键基因,“Welsbie说。

发现这些基因改良RGC生存并不令人感到意外,他说。“然而,你会预计他们(如DLK)会阻塞再生抑制时,不是促进再生。这绝对是一个惊喜。它突出的优势之一基于探索科学使用大规模筛选:通过测试许多代理商,我们可以找到识别忽视基因可能没有被认为扮演一个角色。”

Welsbie和同事工作关注RGCs因为他们感兴趣的视觉神经病变,如青光眼。“大多数人认为只有青光眼眼压,”Welsbie说。但眼压只是问题的一部分。在其核心,青光眼是一种神经退行性疾病,其特征是进步RGCs及其轴突丧失,导致可衡量的结构和功能损害视神经,视力损害和失明。

美国疾病控制和预防中心估计有300万美国人患青光眼。它是全球失明的第二大原因。

Welsbie警告称,目前还不清楚这些发现扩展到其他神经元类型,但他指出,这项工作表明强烈的治疗的可能性。

参考:Patel AK,布鲁RM,李CD, et al . GCK-IV激酶抑制水解细胞死亡,在中枢神经系统神经元轴突再生。PNAS。2020年。doi:10.1073 / pnas.2004683117

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