研究人员解开了轴突再生的关键

概括：人类的脊髓为什么不能自我修复？研究人员发现了一个主要原因：一种称为芳基碳氢化合物受体（AHR）的蛋白质。在一项研究中，科学家们发现 AHR 的作用就像神经元中的“生物制动器”。

受伤后，AHR 迫使细胞完全专注于生存压力，而不是再生受损的轴突。通过阻断这种蛋白质，研究小组能够将开关从“生存模式”切换到“再生模式”，从而使神经纤维重新生长并恢复动物模型的运动。

主要事实

来源：西奈山医院

西奈山伊坎医学院的研究人员发现神经元中存在一种分子开关，可以限制受损轴突纤维的再生。

研究结果发表在期刊上自然，表明阻断一种称为芳基碳氢化合物受体（AHR）的蛋白质可能有助于神经再生并恢复周围神经或脊髓损伤后的功能。

轴突是在中枢和周围神经系统的神经细胞或神经元之间传递信号的长纤维。轴突对于神经系统的交流至关重要。当它们被切断或损坏时，恢复取决于神经元重新生长这些纤维的能力。

但成年哺乳动物的神经元再生轴突连接的能力有限，因此

神经或脊髓损伤通常会导致长期或永久的运动或感觉丧失。科学家们长期以来一直试图理解为什么这种修复过程如此受到限制。

在这项新研究中，研究人员发现 AHR 是决定神经元受伤后如何反应的关键调节因子。

“当神经元受伤时，它们必须应对压力，同时努力使轴突再生，”西奈山伊坎医学院神经外科和神经科学教授、该研究的资深作者 Hongyan Zou 博士说。 “我们发现 AHR 的功能就像刹车一样，使神经元转向管理压力，而不是重建受损的连接。”

研究小组表明，当 AHR 信号传导活跃时，它会减慢轴突的生长。但当研究人员从神经元中去除 AHR 或用药物阻断它时，轴突纤维的再生更加有效。在周围神经损伤和脊髓损伤的小鼠模型中，抑制 AHR 还可以改善运动和感觉功能的恢复。

进一步的实验揭示了这个过程是如何运作的。受伤后，AHR 通过维持蛋白质质量控制（这一过程称为蛋白质稳态）帮助神经元保护自身。虽然这种保护性反应有助于神经元应对压力，但它也会减少生长所需的新蛋白质的产生。

当 AHR 关闭时，神经元会改变策略。它们开始产生更多新蛋白质并激活支持轴突再生的生长相关途径。研究人员还发现，这种生长反应取决于另一种称为 HIF-1α 的因子，它有助于调节参与新陈代谢和组织修复的基因。

“这一发现表明神经元利用 AHR 来平衡生存和再生，”Zou 博士解释道。 “通过释放这种刹车，我们可以将神经元推入有利于修复的状态。”

AHR 最初被认为是一种检测环境毒素和污染物（称为异生素）的传感器。新的研究结果表明，AHR 在神经元内部也发挥着意想不到的作用，它可以整合环境感知和再生能力，使轴突在受伤后重新生长。

这项研究是朝着可能的治疗方法迈出的早期一步。几种阻断 AHR 的药物已经在针对其他疾病的临床试验中进行测试，这增加了它们最终可能被研究用于治疗神经或脊髓损伤的可能性。

在将这种方法应用于患者之前，还需要进行更多的研究。未来的研究将探讨 AHR 抑制剂在不同类型的神经损伤中的有效性，确定最佳治疗时机和剂量，并评估损伤后对其他细胞的影响。

西奈山研究小组计划测试 AHR 阻断药物和旨在减少神经元 AHR 活动的基因治疗策略。下一阶段研究的目标是确定这些方法是否可以进一步促进轴突再生并改善脊髓损伤、中风或其他神经疾病后的恢复。

一个：这是一种进化的权衡。遭受创伤后，神经元的首要任务不是死亡。 AHR 通过关注“质量控制”（蛋白质稳态）来确保细胞保持稳定。然而，在成年哺乳动物中，这种生存反射非常强烈，以至于细胞永远不会“记得”开始重建。

一个：虽然这还处于早期阶段，但其影响是巨大的。由于 AHR 抑制药物已经在针对其他疾病的临床试验中，我们已经对其安全性有了很多了解。如果这些药物能够像在小鼠身上那样成功地在人类身上“打开开关”，那么它们可能会成为神经损伤物理治疗的标准治疗方法。

一个：大多数研究集中在环境神经周围（如疤痕组织）。这项研究着眼于内部发动机神经元本身。通过 AHR 改变神经元的内部策略，我们本质上是在“重新编程”细胞，使其想要再次生长。