科學家發現腦細胞內生存的關鍵

在中風、腦震盪或神經退行性疾​​病等事件發生後，神經元及其軸突更有可能惡化而不是自我修復。軸突是長的纖維狀延伸，通過大腦和神經系統傳遞電信號，軸突的損失在神經功能惡化中起著重要作用。

思考神經退行性疾​​病的新方法

密歇根大學的研究人員公佈的研究結果挑戰了長期以來關於神經元崩潰原因的假設。他們的工作提出了新的策略，有一天可以幫助保護患者免受進行性神經損傷。

發表於雜誌 分子代謝這項研究還可能有助於解釋大腦受傷後能夠恢復的罕見情況。研究人員表示，這一新觀點可能為未來旨在支持大腦保護反應的治療方法打開大門。

糖代謝如何塑造神經元可塑性

利用已建立的果蠅模型，研究小組發現神經元對退化的抵抗力與它們處理糖的方式密切相關。換句話說，新陳代謝在決定神經元是否衰弱或存活方面發揮著核心作用。

該研究得到了美國國立衛生研究院、美國國家科學基金會、麗塔·艾倫基金會和克林根斯坦神經科學獎學金的支持。

“在腦損傷和阿爾茨海默氏症等疾病中，新陳代謝經常會發生改變，但我們不知道這是該疾病的原因還是結果，”該研究的主要作者、馬里蘭大學分子、細胞和發育生物學助理教授莫妮卡·多斯 (Monica Doss) 說。

“在這裡，我們發現減少糖代謝會破壞神經元的完整性，但如果神經元已經受傷，同樣的操作可以主動激活保護程序。軸突不會崩潰，而是存活更長時間。”

感知損傷並控制退化的蛋白質

主要作者、博士後研究員 TJ Waller 發現了兩種蛋白質，它們似乎會影響軸突在受傷後保持完整的時間。其中一種蛋白質是二亮氨酸拉鍊激酶（DLK），它充當神經元損傷的傳感器，並在新陳代謝受到破壞時變得活躍。

第二種蛋白質 SARM1（Sterile Alpha and TIR Motif-having 1 的縮寫）長期以來一直與神經退行性疾​​病相關。研究表明SARM1活性與DLK反應密切相關。

“令我們驚訝的是，神經保護反應會根據細胞的內部條件而變化，”多斯說。 “代謝信號決定神經元是堅守陣地還是開始崩潰。”

當保護變成傷害

在神經元和軸突保持完整的情況下，DLK 活性增加，而 SARM1 運動受到限制。這種組合似乎支持短期保護。然而，研究人員發現這種平衡並不會無限期地持續下去。

當 DLK 長時間保持活躍時，它的角色就會發生變化。長時間的激活會導致進行性神經退行性變，逆轉先前的保護作用並隨著時間的推移加速損傷。

疾病中靶向 DLK 的挑戰

由於其核心作用，DLK 已成為神經退行性疾​​病研究和治療的重要焦點。沃勒解釋說，他的雙重性格使他很難被安全地瞄準。

沃勒說：“如果我們想延緩疾病的進展，我們就想抑制其負面影響。” “我們希望確保我們根本不會阻止更積極的方面，這些方面可能實際上有助於自然地減緩疾病的發展。”

尋找方法來管理 DLK 的衝突影響仍然是一個尚未解決的挑戰。了解 DLK 等分子如何在保護狀態和有害狀態之間切換可能對腦損傷和神經退行性疾​​病的治療產生重大影響。

多斯·沃勒說，理解這一機制“為傷害和疾病提供了一種新的視角，這種視角不僅僅是簡單地預防損害，而是關注系統實際上如何促進損害”。