Honkongo mokslo ir technologijos universiteto (HKUST) inžinierių ir biologų bendradarbiavimo pastangos atskleidė neuroprotekcinį nugaros smegenų pažeidimo (SCI) mechanizmą, atskleidžiantį naują terapinių metodų šviesą, galinčią būti naudinga milijonams pacientų visame pasaulyje.
Nors SCI yra niokojanti būklė, turinti gilių, gyvenimą keičiančių pasekmių, deja, galutinis gydymas lieka sunkiai pasiekiamas. Ilgą laiką SCI aksonų pažeidimo ir regeneracijos tyrimą ribojo tinkamų in vivo vaizdo gavimo įrankių, galinčių vizualizuoti netrikdomus ląstelių procesus nugaros smegenyse, trūkumas.
Kad įveiktų šią kliūtį, HKUST tyrimų grupė, kuriai vadovavo prof. Qu Jianan iš Inžinerijos mokyklos Elektronikos ir kompiuterių inžinerijos katedros (ECE) ir prof. Liu Kai iš Mokslo mokyklos Gyvosios gamtos mokslų skyriaus, naudojo multimodalinę mikroskopiją ir optinius įrenginius. valymo technologija, leidžianti atlikti minimaliai invazinius in vivo vaizdavimo tyrimus. Jų išvados neseniai buvo paskelbtos žurnale Gamtos komunikacijos.
Svarbiausias jų tyrimo tikslas buvo išsiaiškinti kritinį mikroglijos įsitraukimą į aksonų degeneraciją po nugaros smegenų aksono pažeidimo. Mikroglijos yra pirminės imuninės ląstelės centrinėje nervų sistemoje. Yra žinoma, kad jie atlieka svarbų vaidmenį smegenų vystymuisi, homeostazei ir neurologiniams sutrikimams. Naujausi tyrimai pabrėžė mikroglijų sąveikos su neuronais svarbą tokiuose procesuose kaip neurogenezė, sinapsinis plastiškumas ir neurodegeneracija.
Prof. Liu paaiškino: „Šis tyrimas, kurį palengvino pažangiausia in vivo multimodalinė mikroskopija ir prof. Qu laboratorijoje sukurta optinio valymo technologija, parodė gebėjimą vizualizuoti nugaros smegenų gliamazgių sąveiką fiziologinėmis sąlygomis. pirmą kartą.
„Mūsų išvados atskleidė neuroprotekcinį mikroglijos vaidmenį ūminėje vieno nugaros smegenų aksono pažeidimo fazėje. Ši unikali įžvalga apie mikroglijos ir aksono ryšį suteikia daug žadančių terapinių tikslų veiksmingoms gydymo strategijoms.”
Grupė parodė, kad mikroglijos užmezga tiesioginį kontaktą su mielinizuotais aksonais Ranvier mazguose nugaros smegenyse, o po aksonų sužalojimo pasižymėjo stulbinančiu neuroprotekciniu įvyniojimu. Šis apsauginis mechanizmas, priklausantis nuo P2Y12 receptorių funkcijos, išryškina naują neuronų ir glia sąveikos formą, kuri neleidžia ūmiai aksonų degeneracijai plisti už mazgų.
Be to, jie nustatė, kad nuo įtampos priklausomi natrio kanalai (NaV) prisideda prie mazgų ir glijos ląstelių sąveikos po sužalojimo ir kad NaV slopinimas gali sulėtinti aksonų degeneraciją.
Pabrėždamas šio proveržio svarbą, prof. Qu pridūrė: „Biologų ir inžinierių bendradarbiavimo pastangos leido atrasti nepaprastas mikroglijos funkcijas aksonų degeneracijos ir regeneracijos metu.
Jis taip pat pažymėjo, kad tyrimas ne tik apšviečia sudėtingus neuronų ligų mechanizmus, bet ir žada ateityje kurti naujoviškus gydymo metodus.
„Šiame tarpdisciplininiame tyrime sukurta optinio vaizdo platforma ir toliau skatins mūsų tyrinėjimus įvairių neurologinių ligų, pažeidžiančių nugaros smegenis, pvz., išsėtinės sklerozės, mechanizmų, kurie iki šiol vis dar neaiškūs. Tai bus svarbu siekiant naujoviškų veiksmingų gydymo būdų. kurių reikia skubiai“, – sakė jis.
Dr. Wu Wanjie, He Yingzhu ir Chen Yujun yra pirmieji autoriai, o prof. Qu ir prof. Liu yra atitinkami autoriai.