Nervenzellen im Gehirn und Rückenmark wachsen nicht wieder nach einer Verletzung, im Gegensatz zu denen im rest des Körpers. Schneiden Sie Ihre finger, und Sie werden wahrscheinlich zurück zu es in Tagen oder Wochen; Schnitt durch das Rückenmark, und Sie wird wahrscheinlich nie wieder laufen können.
Jetzt, arbeitend in den Mäusen, Forscher an der Washington University School of Medicine in St. Louis haben festgestellt, einige der wichtigsten Schritte, die durch periphere Nerven—diejenigen, die in Armen und Beinen, als Sie sich regenerieren. Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Woche des Dec. 10 in Proceedings of the National Academy of Sciences, lag ein Weg, die Neuronen des Rückenmarks in der Lage sein könnte zu Folgen—möglicherweise führt zu verbesserte Regeneration für Menschen, die gelähmt durch Verletzungen des Rückenmarks.
„Wir haben herausgefunden, einige der Ereignisse, die erforderlich sind Verletzte periphere Nerven, sich selbst zu reparieren, und wir können sehen, dass diese Dinge, fail passieren im zentralen Nervensystem“, sagt Valeria Cavalli, Ph. D., associate professor of neuroscience. „So, jetzt versuchen wir, um zu sehen, wenn Sie auf diese Netzwerke können helfen, die Rückenmark Nervenzellen zu regenerieren.“
Über 11.000 Menschen in den Vereinigten Staaten überleben Rückenmarksverletzungen jedes Jahr. Solche Verletzungen am häufigsten verursacht durch Auto-und Motorradunfälle, Stürze, Kontakt-Sportarten und Tauchen, oder Schüsse. Sanitäter können reduzieren die Gefahr von weiteren Schäden durch die schnell und sanft die Immobilisierung der Wirbelsäule, aber es ist nicht rückgängig zu machen ist eine Rückenmarksverletzung, die bereits stattgefunden hat. Die Neuronen, bilden das Rückenmark nicht spontan, um sich selbst zu heilen.
Neuronen im zentralen Nervensystem—Gehirn und Rückenmark—und das periphere Nervensystem sind sehr ähnlich, außer in Ihrer Fähigkeit, sich zu regenerieren. So, Cavalli erkannte, dass das Studium der peripheren Neuronen, die helfen könnte uns zu verstehen, warum einige beschädigte Neuronen zu regenerieren und andere nicht. Sie drehte sich zu einem der einzigartigen Art der sensorischen Zelle, die sich über beide Nervensysteme. Bekannt als dorsal root ganglion-Neuronen, diese Zellen lange Ausläufer, sogenannte Axone, mit zwei Ablegern. Ein Zweig des axon verbindet die Zellen im Körper Peripherie und regenerieren kann, wenn geschnitten; die andere Seite verbindet sich mit den Zellen in das Rückenmark und nicht nachwachsen nach der Verletzung.
Cavalli und der erste Autor der Jungen Mi Oh, Ph. D., ein Mitarbeiter-Wissenschaftler und Kollegen wuchs Maus dorsal root ganglion Neuronen im Labor und dann schneiden Sie Sie, um herauszufinden, welche biologischen Prozesse auftreten, da die Zellen Ihre Axone nachwachsen. Sie schneiden auch der Ischiasnerv—die läuft bis das Bein und ins Rückenmark über die hinterwurzel-Ganglien—in-Mäuse. Die Forscher identifizierten eine suite von Genen benötigt, um ausgeschaltet werden, die Axone zu regenerieren.
„Andere Menschen haben auch gezeigt, dass eine große Schneise der Gene ist abgelehnt, bei der regeneration, sondern als ein Feld, das wir haben nur gesagt, ‚Eh‘ und ignoriert die Fokussierung auf die Gene, die aktiviert werden,“ Cavalli sagte. „Hier haben wir gezeigt, dass die Gründung eines Regenerations-Programm bedeutet, dass einige Gene eingeschaltet werden, aber viele müssen ausgeschaltet werden.“
Insbesondere eine Reihe von Genen, in Bezug auf das senden und empfangen von chemischen und elektrischen Signalen—die primäre Aufgabe von Reifen Neuronen—musste zum schweigen gebracht werden, für die Verletzungen zu heilen, zeigten die Forscher.
„Die Verletzten neuron hat zu funktionieren wie ein neuron und konzentrieren sich auf die Reparatur selbst,“ Cavalli sagte. „Das bedeutet, dass das neuron hat, um den übergang zurück zu einem unreifen Zustand, so kann es re-engage-Entwicklungs-Programme und nachwachsen.“
Die Idee, dass die Zellen müssen weniger Reifen, um sich zu regenerieren, ist nicht neu, aber Cavalli und Oh ‚ s-Studie liefert Beweise in Unterstützung dieser Idee. Die Forscher identifizierten die wichtigsten molekularen und genetischen beteiligten in der Regression auf einen weniger ausgereiften Zustand, und zeigte, dass das timing der regression war entscheidend für die erfolgreiche Wiederherstellung.
„Wenn Sie die Auslösung ein system, das macht das neuron weniger ausgereift, müssen Sie sicherstellen, dass es nicht für immer,“ Cavalli sagte. „Es hat zu bleiben, ein neuron, wenn auch unausgereift, so kann es neu-Reifen und start wieder funktionieren, nachdem es repariert sich selbst.“
Cavalli und Kollegen arbeiten an der Entwicklung eines detaillierteren Verständnis davon, Wann und für wie lange bestimmte Gene müssen abgeschaltet werden, und ob die Inaktivierung der Gene in Neuronen aus dem zentralen Nervensystem induzieren Sie nachwachsen nach der Verletzung.