В течение многих десятилетий исследователи пытались восстановить поврежденные нервы головного и спинного мозга. Были затронуты различные молекулы, и было обнаружено, что они вызывают рост нервов, но многие исследования было трудно воспроизвести. Даже при самых эффективных манипуляциях «Святой Грааль» восстановления нерва, достаточного для того, чтобы он мог возобновить свою функцию, был в значительной степени неуловимым.«Большинство аксонов все еще не могут регенерировать», — говорит Чжиган Хэ, доктор философии, старший научный сотрудник газеты и член F.M.
Центр нейробиологии Кирби в Бостонской детской больнице. «Это говорит о том, что нам нужно найти дополнительные молекулы, дополнительные механизмы. Подход протеомики очень хорошо восполняет этот пробел».Изучая мышей с повреждением зрительного нерва — классический, простой для изучения тип повреждения центральной нервной системы — он и его старший научный сотрудник Джудит Стин, доктор философии, также из Центра Кирби, применили количественную масс-спектрометрию для идентификации и количественного определения белков. продуцируются поврежденными ганглиозными клетками сетчатки (RGC), которые проходят от сетчатки к мозгу. Их команда, в которую входили коллеги Стефан Белин, доктор философии, и Хомайра Наваби, доктор философии, использовали биоинформатический анализ, чтобы сравнить измерения белков с данными в интактных RGC, и искали закономерности, указывающие на белки, которые действуют вместе согласованно.
«Этот подход дал нам хорошее представление с высоты 30 000 футов о том, какие пути в системе в целом изменяются в ответ на травму», — говорит Стин. «Он показал нам основные пути, которые мы должны нарушить, чтобы получить регенерацию».Эти пути совпадают со многими ранее идентифицированными, но также включают некоторых новых участников, таких как c-myc, TGF-b, NFkb и Хантингтин, что может привести к гораздо лучшему пониманию того, как восстановить регенеративную способность нервов. «Возможно, вам придется задействовать несколько путей одновременно», — говорит Стин. «Вы не можете сказать, что есть одна волшебная пуля».Когда исследователи побудили мышей вырабатывать больше c-myc, регенерация зрительного нерва ускорилась, даже если после травмы прошло некоторое время. Когда они объединили этот подход с делецией двух других молекул, которые, как известно, ингибируют регенерацию (PTEN и SOCS3), они увидели синергетический эффект.
Выживаемость RGC резко повысилась, и их аксоны выросли до перекреста зрительных нервов (часть мозга, где пересекаются зрительные нервы) и за его пределами — до беспрецедентной степени регенерации.Исследователи предупреждают, что существует риск стимуляции c-myc (опухолевого промотора) и удаления PTEN (опухолевого супрессора), поскольку обе стратегии также могут способствовать развитию рака — вероятная причина того, что эти пути отключаются после того, как наша нервная система разовьется. . Однако исследователи предполагают, что могут быть способы имитировать эти пути или способы их целенаправленной, временной стимуляции.Стин и Хе отмечают, что анализ микроматриц, изучающий, какие гены транскрибируются (включаются) в поврежденных нервах, также был полезен для определения возможных стратегий регенерации нервов.
Проблема, по словам Стин, в том, что даже когда гены транскрибируются, клетка может не создавать протеины, которые они кодируют. «Измеряя белки, вы получаете более прямую информацию о системе», — говорит она.Стин и Хе сейчас тестируют другие белки, которые они идентифицировали в ходе своего анализа, и обнаруживают некоторые перспективы их регенерации.
Они также используют протеомику для поиска новых путей воздействия на другие неврологические расстройства, такие как болезнь Альцгеймера, лобно-височная деменция, спинальная мышечная атрофия и боковой амиотрофический склероз, а также повреждение сенсорных нервов.
