Новые успехи в регенерации поврежденных нервов

08.05.201511700

Исследователи из Детской Больницы Бостона (Boston Children's Hospital, США) обнаружили ранее неизвестные белки и сигнальные пути, участвующие в регенерации нервов, и смогли получить беспрецедентное восстановление оптического нерва у мышей, воздействуя на один из обнаруженных белков – онконен c-myc. Результаты исследования были опубликованы в журнале Neuron.

Уже в течение многих десятилетий исследователи пытаются восстановить поврежденные нервы головного и спинного мозга. Ученые таргетно воздействовали на различные молекулы и продемонстрировали рост нервов, но многие исследования было трудно воспроизвести. Даже при использовании самых эффективных методов регенерации восстановление функциональной способности нерва оставалась иллюзорной.

«Большинство аксонов до сих пор не способно к регенерации. Это позволяет предположить, что мы должны найти дополнительные молекулы, дополнительные механизмы. Подход с использованием методов протеомики эффективно решает эту проблему», – говорит Чжиган Хи (Zhigang He), один из участников исследования, сотрудник Центра Нейробиологии Ф.М. Кирби при Детской Больнице Бостона (F.M. Kirby Neurobiology Center at Boston Children's Hospital, США).

Мыши с повреждением оптического нерва – традиционно используемая и простая в изучении модель повреждения центральной нервной системы. Чжиган Хи и соавтор исследования Джудит Стин (Judith Steen) из Центра Нейробиологии Ф.М. Кирби использовали метод количественной масс-спектрометрии для выявления и количественной оценки белков, синтезируемых в поврежденных ганглионарных клетках сетчатки (ГКС), которые передают импульсы от сетчатки к головному мозгу. Исследовательская команда использовала биоинформатический анализ для сравнения результатов белковых измерения с данными, полученными при обследовании неповрежденных ГКС, а затем попыталась выявить белки, работающие сообща.

По словам Стин, данный подход позволил ученым получить исчерпывающее представление о том, какие сигнальные пути в организме меняются в ответ на повреждение.

Многие из обнаруженных сигнальных путей уже были известны ранее, но ученые выявили ранее неизвестные белки-участники этих путей, такие как c-myc, TGF-beta, NFkb и хантингтин. Эти данные помогут расширить представления ученых о том, как восстановить способность нервов к регенерации. По мнению Стин, возможно, для восстановления нервного волокна придется одновременно воздействовать на несколько сигнальных путей.

Когда исследователи индуцировали в организме мышей повышенный синтез белка c-myc, регенерация оптического нерва усилилась, даже если после травмы прошло какое-то время. После того, как исследователи одновременно с этим удалили две других молекулы, которые ингибируют регенерацию (PTEN и SOCS3), они наблюдали синергический эффект. Выживание ГКС значительно улучшилось, аксоны клеток достигли хиазмы (перекреста зрительных нервов) и далее, что представляет собой беспрецедентную степень регенерации нервного волокна.

Исследователи предупреждают, что существует определенный риск, ассоциированный со стимулированием активности белка c-myc (промотора опухолевого роста) и удалением белка PTEN (супрессора-опухолей), так как обе терапевтические стратегии могут способствовать развитию рака. Вероятно, именно по этой причине активность данных сигнальных путей ингибируется сразу после окончания развития нервной системы человека. Однако, по мнению ученых, возможно, существуют сигнальные пути, которые могут имитировать вышеуказанные пути, или существуют способы, позволяющие таргетно временно стимулировать их активность.

По словам ученых, полезным в поиске стратегий регенерации нервов также был микрочиповый анализ с целью поиска генов, транскрибируемых в поврежденных нервах. По мнению Стин, проблема заключается в том, что, даже если гены транскрибируются, клетка может не синтезировать белки, которые они кодируют. «Измеряя белки, можно получить более точные данные о системе в нисходящем направлении», – говорит ученый.

Сейчас ученые исследуют другие белки, которые они выявили во время работы, и уже получили многообещающие результаты в отношении регенерации нервной ткани. Они также используют методы протеомики для того, чтобы найти новые сигнальные пути для таргетной терапии других неврологических заболеваний, таких как болезнь Альцгеймера, лобно-височная деменция, спинальная мышечная атрофия и боковой амиотрофический склероз.

По материалам Boston Children's Hospital

Оригинальная статья: Judith Steen, PhD et al. Injury-Induced Decline of Intrinsic Regenerative Ability Revealed by Quantitative Proteomics. Neuron, May 2015 DOI: 10.1016/j.neuron.2015.03.060


Ваш комментарий:
Только зарегистрированные пользователи могут оставлять комментарии. Чтобы оставить комментарий, необходимо авторизоваться.
Вернуться к списку статей