研究人员在先进光子源帮助下新疗法 让瘫痪小鼠再次行走

研究人员在先进光子源帮助下新疗法让瘫痪小鼠再次行走美国国家脊髓损伤统计中心估计，今天大约有30万美国人患有脊髓损伤。现在研究人员在先进光子源的帮助下开发了一种新的治疗方法，瘫痪的小鼠现在可以再次行走了。这种治疗脊髓损伤的新注射疗法利用了特别创造的分子，促使脊髓细胞通过愈合作出反应。科学家们在高级光子源（APS）使用了X射线特性分析。这使科学家们能够确定这些分子的结构，因为它们在液体溶液中组合成小纤维。这些纤维的运动可由科学家控制，使纤维有可能更有效地与脊柱细胞互动。现在只需一个剂量，这种新的注射疗法在四周后就能逆转小鼠的瘫痪。如果它在人身上以同样的方式起作用，患有严重脊柱损伤的人可能有机会再次行走。用X射线表征的技术和方法也可以帮助开发其他需要深入了解分子结构的治疗方法。这项关于脊柱损伤的新型治疗方法一个关键部分是在阿贡国家实验室的能源部（DOE）APS设施当中进行进行。在那里，来自西北大学和空军研究实验室的科学家们使用超亮的X射线束来研究工程分子的结构以及它们在溶液中的行为方式。在APS的研究中，研究人员发现，纳米纤维内分子的运动可以通过改变其化学结构来控制。事实证明，运动最多的分子更有可能通过称为受体的蛋白质向脊髓细胞发出信号，从而使治疗更加有效。PC版：https://www.cnbeta.com/articles/soft/1302567.htm手机版：https://m.cnbeta.com/view/1302567.htm

战胜 "不可能" - 科学家通过脊髓再生逆转瘫痪

战胜"不可能"-科学家通过脊髓再生逆转瘫痪下胸椎脊髓再生突起投射到行走执行中心的全脊髓可视化。图片来源：EPFL/.Neurorestore当小鼠和人类的脊髓部分受损时，最初的瘫痪会随之出现广泛的、自发的运动功能恢复。然而，脊髓完全损伤后，脊髓的这种自然修复就不会发生，也就无法恢复。严重损伤后的有效恢复需要促进神经纤维再生的策略，但这些策略成功恢复运动功能的必要条件仍然难以捉摸。这项研究的资深作者马克-安德森（MarkAnderson）说："五年前，我们证明了神经纤维可以在解剖学上完整的脊髓损伤中再生。但我们也意识到，这还不足以恢复运动功能，因为新纤维未能连接到病变另一侧的正确位置。"安德森是.NeuroRestore公司中枢神经系统再生部主任，也是Wyss生物和神经工程中心的科学家。下胸椎脊髓再生投射到行走执行中心的全脊髓可视化。图片来源：EPFL/.Neurorestore科学家们与加州大学洛杉矶分校（UCLA）和哈佛大学医学院的同行合作，利用日内瓦EPFL校园生物技术设施的先进设备进行了深入分析，并确定了哪种类型的神经元参与了部分脊髓损伤后的脊髓自然修复。该研究的第一作者乔丹-斯奎尔（JordanSquair）说："我们利用单细胞核RNA测序法进行的观察不仅揭示了必须再生的特定轴突，而且还揭示了这些轴突必须与它们的天然目标重新连接才能恢复运动功能。"研究小组的研究成果发表在2023年9月22日出版的《科学》（Science）杂志上。他们的发现为设计多管齐下的基因疗法提供了依据。科学家们激活了小鼠体内已确定神经元的生长程序，使其神经纤维再生；上调特定蛋白质，支持神经元穿过病变核心生长；并施用引导分子，将再生神经纤维吸引到损伤下方的天然靶点。"Squair说："当我们设计一种治疗策略，复制部分损伤后自发发生的脊髓修复机制时，我们受到了大自然的启发。下胸椎脊髓再生突起投射到行走执行中心的全脊髓可视化。图片来源：EPFL/.Neurorestore解剖学上脊髓完全损伤的小鼠恢复了行走能力，表现出的步态与部分损伤后恢复自然行走的小鼠的步态相似。这一观察结果揭示了再生疗法成功恢复神经创伤后运动功能的一个未知条件。这项研究的资深作者、.NeuroRestore公司的负责人GrégoireCourtine和JocelyneBloch说："我们希望我们的基因疗法能与我们其他涉及脊髓电刺激的程序协同发挥作用。我们认为，治疗脊髓损伤的完整解决方案需要两种方法--基因疗法和脊髓刺激，前者用于重新生长相关神经纤维，后者用于最大限度地提高这些纤维和损伤部位脊髓产生运动的能力。"虽然在这种基因疗法应用于人体之前还必须克服许多障碍，但科学家们已经迈出了第一步，正在开发必要的技术，以便在未来几年实现这一创举。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1386299.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1386299.htm

科学家发现帮助瘫痪病人重新行走的神经元

科学家发现帮助瘫痪病人重新行走的神经元一个小型装置被植入病人的脊髓附近，利用电脉冲刺激控制腿部运动的神经元。在过去十年中，研究人员对该技术进行了大量改进，显示出稳步提高的效果，帮助以前完全瘫痪的病人移动他们的腿，站立，甚至使用拐杖和框架等辅助工具行走。在一个名为NeuroRestore的研究中心的新临床试验中，九名患者恢复了行走能力，而且他们的运动功能改善甚至在康复过程结束后仍然持续。最重要的是，即使在电刺激设备关闭后，他们仍然可以行走，这是以前的研究中无法达到的一个里程碑。这表明用于行走的神经纤维发生了某种程度的重组，因此科学家们在小鼠和分子模型中调查了具体机制，以了解这种情况是否以及如何发生。九名瘫痪病人在接受硬膜外电刺激治疗后重新获得了行走的能该团队创建了脊髓的三维"地图"，直至单个神经元，并观察哪些神经元被电刺激所激活。他们将范围缩小到一个特定的神经元家族，这些神经元表达一种叫做Vsx2的基因。耐人寻味的是，这些神经元通常对健康人的行走并不重要，但它们似乎对受伤后重组神经纤维以修复运动功能至关重要。为了测试这一想法，研究小组随后使用了一种新版本的硬膜外植入物，它不仅刺激了脊髓，而且专门停用了Vsx2神经元。在对小鼠的测试中，那些有脊柱损伤的小鼠立即停止了行走，但健康的小鼠仍然可以正常行走。该团队表示，这项实验验证了Vsx2神经元作为硬膜外电刺激治疗瘫痪的目标。这最终可能会导致更有效的疗法，让人们重新行动。这项研究发表在《自然》杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1332361.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1332361.htm

以色列研究员利用基因手段使小鼠心脏“变年轻”

以色列研究员利用基因手段使小鼠心脏“变年轻”（早报讯）以色列魏茨曼科学研究日前发表声明说，研究员开发出一种基因手段，可以增强小鼠心肌细胞的分裂和再生能力，使心脏“变年轻”，从而提高小鼠日后心脏抗击损伤的能力。据新华社报道，这项于3月8日发表在英国《自然·心血管研究》（NatureCardiovascularResearch）期刊的研究指出，研究员激活了健康小鼠心肌细胞的ERBB2基因，然后再将这一基因关闭。日后，再与基因未被激活的小鼠做比较，观察两类小鼠应对心脏损伤的能力差异。结果显示，三个月大的健康小鼠ERBB2基因被激活后，其心肌功能暂时下降，但关闭基因后，小鼠心肌细胞的分裂和再生能力反而得到了加强。若与ERBB2基因未被激活的小鼠对比，研究员发现，ERBB2基因曾被暂时激活的小鼠，抗击心脏损伤的能力得到了增强，心肌受损程度明显下降。领衔这项研究的魏茨曼科学研究所教授埃勒达德·察霍尔发声明说，通过这一实验，研究人员发现了心脏的“青春之源”，探索出了让心脏更年轻、更强壮的新方法。尽管声明表明，从临床角度看，这一干预手段极端且激烈，目前还远不能适用于人类，但它重塑了人们对心脏再生能力的理解，并且为通过预防性手段减少心脏病危害带来了新的启发。

科学家发现脊髓损伤后恢复功能活动的关键要素

科学家发现脊髓损伤后恢复功能活动的关键要素下胸椎脊髓再生突起投射到行走执行中心的全脊髓可视化，引导细胞到达天然靶区是功能恢复的关键。图片来源：EPFL/.Neurorestore在2018年发表于《自然》（Nature）的一项研究中，研究小组确定了一种治疗方法，这种方法能在啮齿动物脊髓损伤后触发轴突（连接神经细胞并使其能够进行交流的微小纤维）重新生长。但是，即使这种方法成功地使严重脊髓损伤的轴突再生，实现功能恢复仍然是一项重大挑战。在发表于《科学》（Science）杂志的这项新研究中，研究人员旨在确定，引导特定神经元亚群的轴突再生到它们的天然靶区，是否能使小鼠脊髓损伤后的功能得到有意义的恢复。他们首先利用先进的遗传分析方法，确定了部分脊髓损伤后能改善行走的神经细胞群。随后，研究人员发现，在没有特定引导的情况下，仅从这些神经细胞再生轴突穿过脊髓病变区对功能恢复没有影响。然而，当研究人员对这一策略进行改进，将化学信号用于吸引和引导这些轴突再生到腰部脊髓的天然目标区域时，在脊髓完全损伤的小鼠模型中观察到了行走能力的显著改善。这项新研究的资深作者、加州大学洛杉矶分校大卫-格芬医学院（DavidGeffenSchoolofMedicineatUCLA）神经生物学教授、医学博士MichaelSofroniew说："我们的研究为轴突再生的复杂性和脊髓损伤后的功能恢复要求提供了重要的见解。这项研究强调，不仅有必要使轴突在病变部位再生，而且有必要积极引导轴突到达其自然目标区域，以实现有意义的神经功能恢复。"研究人员说，了解重建特定神经元亚群向其天然靶区的投射，为开发旨在恢复大型动物和人类神经功能的疗法带来了重大希望。不过，研究人员也承认，在非啮齿类动物中促进长距离再生非常复杂，需要采取具有复杂空间和时间特征的策略。尽管如此，他们得出结论认为，应用他们工作中提出的原则，"将打开实现有意义的损伤脊髓修复的框架，并可能加快其他形式的中枢神经系统损伤和疾病后的修复"。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1387411.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1387411.htm

研究发现小鼠自带先天性基因疗法 可避免基因突变

研究发现小鼠自带先天性基因疗法可避免基因突变在成为成熟的信使核糖核酸（mRNA）之前，前mRNA会在细胞核内被修改。内含子（RNA的非编码部分）被去除，外显子（RNA的编码部分）被拼接在一起，形成成熟的mRNA。然后，成熟的mRNA被输出到细胞质中，细胞的核糖体"机器"在那里将遗传信息解码成细胞过程所需的蛋白质。但是，RNA也可以通过非编码RNA来调节基因活动，因为非编码RNA的基因序列并不用于生成蛋白质。4.5SH就是这样一种非编码RNA，它只存在于小鼠和大鼠等小型啮齿动物体内。4.5SH基因形成了一个大型的串联重复序列集群，即在一个基因中多次重复的DNA短序列，每个细胞中的分子数超过10,000个。由日本北海道大学研究人员领导的一项新研究发现，4.5SHRNA的作用是规避小鼠DNA在mRNA成熟过程中发生的突变。该研究的通讯作者之一中川伸一说："4.5SHRNA于20世纪70年代被发现，尽管它在许多类型的组织中大量存在，但其功能40多年来一直是个谜。"研究人员发现，敲除小鼠的4.5SH基因是致命的，会导致小鼠在胚胎阶段死亡，这表明4.5SHRNA是小鼠体内一种重要的非编码RNA。中川说："众所周知，小鼠基因组中编码重要蛋白质的基因有许多致命突变。"4.5SHRNA具有大量清除这些突变的能力--本质上，它是一种天然的基因疗法，可以防止突变"。RNA测序显示，4.5SHRNA能保护转录组（所有RNA转录本的集合，包括编码和非编码）免受异常外显子的影响，否则这些异常外显子会引入过早的终止密码子，即终止蛋白质翻译过程的信号，或者移帧突变，即改变序列读取方式的插入或缺失。通过分析4.5SHRNA的分子结构，研究人员发现它由两部分组成：一个是能识别异常外显子的传感器模块，另一个是能与异常外显子碱基配对的效应模块，以防止它们通过一种叫做替代剪接的过程并入mRNA中。在替代剪接过程中，一个突变的外显子会在剪接过程中被跳过，从而产生一种功能相似的新蛋白质（称为异构体），而不会丢失原有的蛋白质。中川说："据我们所知，这是第一个自然产生的RNA能够以明确的开/关方式调节替代剪接的例子。我们的研究还表明，这种非编码RNA中的很大一部分可能参与控制替代剪接。"4.5SHRNA可作为小鼠的天然基因治疗剂，防止RNA变异（左）。通过对4.5SHRNA进行工程设计，有可能将其用于治疗人类遗传疾病（右）中川真一/北海道大学通过了解4.5SHRNA的模块化结构，研究人员设计出了一种可编程剪接调节器（嵌合RNA），以诱导跳过感兴趣的目标外显子。他们设计的嵌合RNA可以成为基因工程的有用工具。中川说："我们的发现表明，通过修改4.5SHRNA的传感器模块，有可能开发出只识别特定基因突变的新型基因治疗药物，这样我们就有可能阻止与疾病相关的有毒区域表达。"这项研究发表在《分子细胞》（MolecularCell）杂志上。...PC版：https://www.cnbeta.com.tw/articles/soft/1404415.htm手机版：https://m.cnbeta.com.tw/view/1404415.htm