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Gene&I学术新闻——小鼠视神经切断动物模型的神经再生与视力恢复
时间:2016-07-15  浏览量:6773

      


科学家首次证明了使用视觉刺激和促进基因治疗的方法,可使小鼠视被切断的视神经再生并恢复部分视力。7月11日,Jung Hwan A. Lim(加州大学圣地亚哥分校生物科学部)和他的同事们将这些发现发表在《自然神经科学》上。此发现对治疗青光眼,及从眼睛携带信息到大脑的视神经受损等疾病有重要的临床意义。

这项研究的共同作者之一安得烈D.胡伯曼博士及他的同事们正在开发临床干预措施,使用光学刺激促进神经再生及修复。这项研究的资助者Paul A. Sieving, MD, PhD,(美国国家眼科研究所主任)在一个新闻发布会上说“在视觉系统中重新连接神经元是致盲性眼病如青光眼的再生治疗所面临的最大的挑战之一。这项研究表明,哺乳动物的中枢神经系统再生能力要大于已知情况。虽然成年身体许多部位的神经在受伤后会再生,但中枢神经系统中的神经并没有再生。在个人遭受了伤害后将导致永久性的损失功能,例如,脊髓或视神经损伤。在过去几十年里的研究已经开始解释为什么中枢神经系统中的神经细胞失去了早期发展后的再生能力,并已经开始确定一些刺激再生的方法。研究者们写到。“我们欺骗那些神经元,让他们以为自己还是婴儿期的神经元。”胡伯曼博士说(斯坦福大学医学院神经科学家。)

为了检验这种可能性,胡伯曼博士及其同事切断小鼠眼睛后的视神经,造出不同的损伤模型,模仿青光眼和某些癌症或别的损伤。正如预期的那样,如果不干预,小鼠神经损伤后,神经细胞死亡,并没有再生。然而,当受伤的小鼠暴露于来回移动的黑白条图像下,刺激视神经电活动,损伤部位短距离内的神经会再生。”接下来,研究人员利用基因治疗技术来提高编码基因哺乳动物雷帕霉素靶蛋白mTOR的表达,有点类似于类固醇激素对神经元,这也引起了一些神经再生。”胡博曼博士说。当结合视觉刺激和mTOR升高,神经元的生长快了500倍,达到12mm。此外,如果将眼睛缝闭并加强眼睛使用的管理和治疗,切断神经会再生到大脑。事实上,实验表明,这些小鼠的视网膜神经在大脑中正确的区域内再生。

一系列视觉测试证实小鼠受伤的眼睛恢复了部分视觉。例如,他们可以追踪运动,当捕食者的影子出现在他们上面时他们会躲藏。但是,他们的深度知觉并没有得到改善。这可能是因为只有约1%至5%的视觉神经元进行再生,胡伯曼博士指出”对于人类来说,改进的方法是可能会让他们自主导航进入一个房间,但不会让他们完成更复杂的视觉任务。“我们没有看到太多的功能恢复,例如发短信或阅读。因为我们没有恢复足够的的细胞数量。”胡伯曼博士还说,再生的视觉刺激引发“巨大”的临床意义。他和他的同事目前正与眼科医生和虚拟现实专家制定视觉刺激措施来提升眼部疾病的损伤再生。他说:“可取的做法是,在临床上增加损伤后的视网膜神经元的活动,让他们再生,并保持他们存活。”胡伯曼博士和他的同事们也正在寻找和开发过滤器,它可以放在电脑、电话屏幕里或眼镜里,以最佳的方式刺激视觉系统和大脑中其他部分的神经元,加强和维护眼睛健康。胡伯曼博士表示,研究结果也可能对中枢神经系统中其他部分神经元的再生也有重要启示。“神经活动,这是我们可以控制的,可以通过它来加强神经回路的健康和再生潜力,”他说。

这项研究是由国家眼科研究所和青光眼研究基金会资助的。

Sources:Medscape Medical News

 

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