首次突破性研究:拯救脑中风患者!缺血性脑损伤新靶点已被找到
2019/08/27
斯坦福大学医学院的研究人员最新研究报告中表示:一种帮助小鼠恢复大脑学习和记忆中的神经元方法已被找到。该方法可以为中风或心脏骤停的患者提供新型拯救记忆的治疗方法。

近日,来自斯坦福大学医学院的研究人员在《eNeuro》杂志上发表了他们的最新研究,这是第一次针对因失血过多、心脏骤停或中风造成脑部功能损伤的患者而进行的治疗性研究。目前,研究人员已通过大鼠试验,找到了在海马体特定区域恢复已丢失的关于学习和记忆的至关重要神经元。


DOI: https://doi.org/10.1523/ENEURO.0002-19.2019

缺血性脑损伤

当一个人中风,或大量失血或心脏骤停时,新鲜血液停止流动,细胞废物堆积。大脑中的神经元由于缺少氧气和葡萄糖的输入而逐渐死亡,从而造成脑部功能损伤,让患者丢失部分记忆或学习的能力。


miR-181a与肾素、血压关联示意图 图片来源:参考资料[3]

早期研究发现,在这样一种脑损伤中,一种称为miR-181a的microRNA水平飙升,如果及时在血液减少流向大脑之前阻断miR-181a,会减少神经元死亡。,从而缓解脑损伤。虽然这一早期的研究结果令人鼓舞,但其没有反映这种干预如何在临床环境中使用,又或者说患者更有可能是在在受伤后接受microRNA阻断。

为了测试miR-181a阻断是否有助于恢复海马神经元,斯坦福大学医学院的研究人员展开了新的研究。

靶向miR-181a分子阻滞剂

研究人员首先挑选出正常的大鼠作为试验对象,之后吸走其大部分血液,并在10分钟后重新将血液灌注入大鼠体内,以此来模拟心脏骤停、大量失血或中风期间,患者可能表现出的类似血压下降的情况。这样一种血压下降的情况将导致大鼠大脑中CA1海马区域约95%的神经元当即死亡。但当手术成功后约两个月,这些神经元又会自动反弹回正常水平的近50%。

随后,研究人员分别在动物血压下降后的两小时和七天内将阻断miR-181a分子的注射剂直接注射到大鼠海马中,以观察神经元恢复的效果。这项研究发现,接受靶向miR-181a分子阻断剂的大鼠,神经元恢复显著高于未明确靶向任何已知microRNA分子的对照组。并且研究人员表示,这样一种静脉注射阻滞剂,非常适合临床使用。

“神经元邻居”补充丢失神经元


图片来源:参考资料[2]

这样一种作用机制被找到实在令人欣喜。但还有一个疑问没有解决,究竟CA1海马区中是如何产生新的神经干细胞的呢?丢失的神经元又是如何被重新填充的呢?

对此,研究人员对CA1海马区进行了深入的研究。研究人员发现了一个至关重要的线索:当CA1神经元数量降到最低点时,被称为星形胶质细胞的特殊神经元会支持细胞进入受损区域。最让人惊讶地是,星形胶质细胞通常位于CA1神经元层的上下方,可以很顺畅地支持其“神经元邻居”的新陈代谢和连接。

为了进一步弄清楚星形胶质细胞究竟是怎么“运作”的,研究人员用绿色的荧光分子标记星形胶质细胞,用红色的荧光分子标记神经元细胞,然后再显微镜下完成对它们的追踪。


图片来源:参考资料[2]

研究发现,在注射MIR181A阻断剂后的脑损伤恢复期间,CA1海马区出现了黄色的细胞,也就是说,绿色的星形胶质细胞竟然自动补充到了神经元中。这一观察有力地暗示了一些星形胶质细胞可以转化为神经元!

结语

进一步的研究证明目前正在搭建中,但这一现象是否能同样作用于人类脑血流失的脑损伤情况仍未得到证实。但如果得到证实,它将为心脏骤停和中风的幸存者开辟一个新的基于星形胶质细胞的基因治疗领域。

参考资料:

[1] Stanford researchers enhance neuron recovery in rats after blood flow stallsSTANFORD MEDICINE

[2] Post-injury inhibition of miR-181a promotes restoration of hippocampal CA1 neurons after transient forebrain ischemia in rats

[3] KIDNEY AND CIRCULATING microRNA miR-181A IS ASSOCIATED WITH RENIN AND BLOOD PRESSURE IN HUMANS

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