刺激脊髓损伤后的轴突再生

伯克神经研究所

图片来源：Pixabay/CC0 公共领域

威尔康奈尔医学院伯克神经研究所（BNI）的一项新研究发现，通过基因工程或非侵入性重复经颅磁刺激（rTMS）激活MAP2K信号，可促进小鼠脊髓损伤（SCI）后皮质脊髓束（CST）轴突的萌发和功能再生。

经颅磁刺激是一种非侵入性技术，通过电磁感应在脑组织中唤起电场。尽管越来越多的证据表明，经颅磁刺激应用于运动皮层可能有利于脊髓损伤患者的功能恢复，但经颅磁刺激产生有益影响的分子和细胞机制仍不清楚。

发表在《科学转化医学》（Science Translation Medicine）上的一项新研究表明，高频经颅磁刺激（HF-rTMS）可激活MAP2K信号，促进轴突再生和功能恢复，这表明经颅磁刺激可能是治疗SCI患者的一种有价值的选择。

促进损伤中枢神经系统（CNS）的轴突再生仍然是一项具有挑战性的任务。成熟的中枢神经系统神经元无法激活细胞内在生长机制并再生受伤轴突，这严重阻碍了脑外伤或脊髓损伤后有效新疗法的开发。

RAF-itogen-activated protein kinase kinase（MAP2K，又称 MEK）信号级联介导发育中的 PNS 和 CNS 神经元的长距离轴突生长。根据之前的研究结果，BNI 的研究人员推测 RAF 信号调节轴突生长的内在程序，激活 RAF 信号可使成年哺乳动物中枢神经系统轴突在 SCI 后重新生长。他们发现，在成熟的皮质脊髓神经元（CSNs）中有条件地表达组成型激酶激活的BRAF，会引起一组转录因子的表达，这些转录因子以前曾与斑马鱼视网膜神经节细胞轴突的再生有关。

此外，在不同的小鼠 SCI 实验模型中，CSNs 中的条件性 BRAF 激活可使 CST 轴突萌发和再生。据进行该实验的 BNI 博士后研究员、医学博士 Xiaofei Guan 称，新萌发的 CST 轴突与局部脊髓回路形成突触，进一步改善了运动功能的恢复。

经颅磁刺激已逐渐成为促进脊髓或脑损伤患者康复的一种有前途的策略，但这些方法的潜在可塑性机制和全部治疗潜力仍是未知数。BNI 研究小组发现，每天进行一次高频经颅磁刺激治疗可以激活 MAP2K 信号，并以与基因 BRAF 激活相同的方式调节一组与再生相关的转录因子的表达。高频经颅磁刺激治疗 SCI 模型小鼠的 CST 发芽、再生和功能恢复需要内源性 MAP2K 活性。

研究人员认为，这些结果共同证明了MAP2K信号在增强成熟CSN生长能力中的核心作用，并表明高频经颅磁刺激可能具有通过调节MAP2K信号来治疗脊髓损伤的潜力。BNI 团队已开始在健全人和脊髓损伤患者身上测试高频经颅磁刺激方案的临床试验。如果试验成功，高频经颅磁刺激将成为一种无创、低风险的治疗方法，可单独或与其他额外干预措施相结合，促进轴突再生，用于治疗 SCI 或其他可能受益于中枢神经系统回路修复的患者。

(责任编辑：泉水)

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