加州大学圣地亚哥分校的生物学家发现了损伤后修复神经的基因

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加州大学圣地亚哥分校的生物学家已经确定了70多个在损伤后神经再生中起作用的基因，为生物医学研究人员提供了一组有价值的基因线索，用于开发修复脊髓损伤和其他常见神经损伤(如中风)的治疗方法。

在9月22日的杂志上神经元,科学家们在对654个被怀疑与调节轴突生长有关的基因进行了为期两年的详尽调查后，详细描述了他们的发现。轴突是神经细胞的线状延伸，可以将电脉冲传递给其他神经细胞。从他们的大规模基因筛选中，研究人员发现了70个促进轴突损伤后生长的基因和6个抑制轴突再生长的基因。

加州大学圣地亚哥分校的生物学教授安德鲁·奇泽姆(Andrew Chisholm)说:“我们对轴突受损后如何重新生长知之甚少。”“当你的脊髓受伤或中风时，你的轴突会受到很大的损伤。在你的大脑或脊髓中，再生效率非常低。这就是脊髓损伤基本上无法治愈的原因。”

奇泽姆和加州大学圣地亚哥分校的生物学教授、HHMI研究员Yishi Jin领导了这个合作研究团队，该团队还包括来自俄勒冈大学的研究人员。

近几十年来，科学家们已经很好地了解了神经细胞或神经元是如何在发育中的胚胎中形成它们的连接的，但对于成年动物和人类在轴突受损时如何修复或无法修复这些连接，他们所知甚少。

奇泽姆说:“在神经元转换到这种再生长模式的过程中，有许多与早期发育无关的过程。”“从本质上讲，我们发现的是人们以前没有怀疑过的基因。”

加州大学圣地亚哥分校的生物学家特别感兴趣的是六种似乎抑制轴突生长的基因。

“这些抑制剂的发现可能是最令人兴奋的发现，”Chisholm说，因为在修复脊髓损伤和其他类型的神经损伤时，识别和消除轴突再生长的抑制因素可能与促进轴突再生长的生化途径一样重要。

科学家们还惊讶地发现，他们发现的一些参与轴突再生长的基因还具有其他功能，比如调节神经递质的释放。

奇泽姆说:“这在很大程度上是出乎意料的。“这些基因此前从未与轴突的重新生长有关。”

为了找到这76个基因，研究人员对1万多只小型实验室蛔虫进行了艰苦的实验秀丽隐杆线虫。第一步是为这些透明蛔虫的654个基因中的每一个进行基因突变，这些基因被怀疑在调节蠕虫、果蝇和小鼠的轴突再生中起作用。然后，他们用绿色荧光蛋白标记蛔虫神经元，并用精确的外科激光损伤特定的轴突。

“我们的目标是以最简单的形式研究这一过程，”奇泽姆说。“因为这些动物本质上是透明的，我们可以看到轴突表达这种绿色荧光蛋白。”

24小时后，通过检查受损轴突的重新生长或停止生长，科学家们就能确定这654个基因中哪些对轴突的重新生长非常重要。

Chisholm说，虽然发现的76个基因被认为在哺乳动物和蛔虫中具有类似的作用，因为它们的功能在生物进化中被“保守”了，但他和他的研究团队现在正在与其他研究人员合作，在小鼠身上进行实验，以验证这种联系，并确定这些基因中哪些是最重要的。

“蠕虫明显不同于哺乳动物，”他补充道。“但会有一个保守分子的核心在做同样的工作。”

除了Chisholm和Jin，参与这项研究的加州大学圣地亚哥分校的生物学家还有陈丽珍，王志平，Anindya Ghosh-Roy, Thomas Hubert, Dong Yan和Zilu Wu。来自俄勒冈大学的肖恩·奥洛克和布鲁斯·鲍尔曼也是团队的一员。

该研究项目得到了美国国立卫生研究院和霍华德休斯医学研究所的资助。