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脊髓再生取决于特定基因合作伙伴的激活

2019-03-07 10:23:40 • 来源：

研究人员认为，他们距离解决为什么一些脊椎动物可以再生脊髓而其他人(包括人类)在脊髓损伤后产生疤痕组织，导致终生受损的神秘性更近了一步。海洋生物实验室(MBL)的科学家已经确定了蝾螈蝾螈中的基因“伙伴”，当它们被激活时，允许神经管和相关神经纤维在严重脊髓损伤后进行功能性再生。虽然这些基因也存在于人类中，但它们以不同的方式被激活。

脊髓再生取决于特定基因合作伙伴的激活

该团队的研究(“ AP-1cFos / JunB / miR-200a在蝾螈脊髓再生过程中调节促再生胶质细胞反应 ”)出现在 Nature Communications Biology上。

“蝾螈具有在脊髓横断后功能性再生的显着能力。为了应对损伤，蝾螈脊髓中的GFAP +神经胶质细胞增殖并迁移以替换缺失的神经管并为轴突再生创造一个允许的环境。调节促再生蝾螈神经胶质细胞反应的分子途径知之甚少，“研究人员写道。

“这里我们显示axolotl神经胶质细胞在损伤后上调AP-1cFos / JunB，这促进了再生的神经胶质细胞反应。神经胶质细胞中miR-200a的损伤诱导的上调抑制了这些细胞中c-Jun的表达。再生期间miR-200a的抑制导致轴突再生的缺陷并且转录组学分析显示miR-200a抑制导致涉及反应性神经胶质增生，神经胶质瘢痕，细胞外基质重塑和轴突导向的基因的差异调节。这项工作确定了miR-200a在脊髓再生过程中抑制蝾螈神经胶质细胞反应性胶质增生的独特作用。“

“[Axolotls]是再生的冠军，因为它们可以再生多个身体部位。例如，如果你在脊髓中制造病变，它们可以完全再生它并恢复运动和感觉控制，“尤金贝尔再生生物学和组织工程中心的副科学家Karen Echeverri博士说。“我们想要了解在分子水平上有什么不同，这会促使他们朝着这种促再生反应而不是形成疤痕组织。”

Echeverri先前的研究表明，在蝾螈和人类中，c-Fos基因在脊髓损伤后神经系统的神经胶质细胞中上调。她也知道c-Fos无法独自行动。

“这就是我们所谓的专性异二聚体，所以它必须有一个生活中的伴侣，”Echeverri说。“c-Fos在蝾螈方面的合作伙伴与人类不同，这似乎对伤害的反应完全不同。”

在人类损伤反应中，c-Fos与基因c-Jun配对。然而，在蝾螈中，Echeverri和她的团队确定用JunB基因激活c-Fos。这种基因激活的差异可追溯到调节基因表达的microRNA的作用。

通过蝾螈的microRNA修饰基因表达，他们能够强制人类配对c-Fos与c-Jun。具有人类配对的蝾螈在受伤后不能恢复功能性脊髓，而是形成在人类损伤修复中发生的瘢痕组织。后续研究将调查人体细胞中是否存在相反的情况。

“参与蝾螈再生的基因在人类和蝾螈之间是高度保守的，到目前为止，蝾螈还没有具有再生特异性的基因，”Echeverri说。“这完全取决于你在受伤后直接与谁合作，以及如何驱使你再生或形成疤痕组织。这有点像在生活中，与你合作的人可以产生真正的积极或消极影响。“

了解蝾螈脊髓再生及其与人类过程的相似性，更有趣的是，它们可以帮助研究人员和最终医生改善严重人类脊髓损伤的治疗方法。

“这不仅对人类脊髓损伤有很大的翻译潜力，而且还有很多神经退行性疾病，”Echeverri说。

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