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脑损伤（TBI）后，大脑免疫细胞的内部循环功能显着减慢，从而使废物堆积并干扰损伤恢复。雷帕霉素治疗有助于降低 TBI 后的神经炎症并促进细胞循环。资料来源：马里兰大学
研究人员还发现，用促进细胞循环的药物治疗遭受创伤性脑损伤的小鼠可以提高小鼠从损伤中恢复并解决水迷宫的能力，水迷宫是小鼠记忆功能的一种衡量标准。 在美国，每年约有 150 万人因跌倒、车祸或运动损伤而遭受创伤性脑损伤而幸存下来，这些损伤可能导致即时和长期残疾。 马里兰大学医学院 (UMSOM) 的研究人员希望更好地了解大脑在受伤期间发生了什么，因此他们对老鼠进行了一项研究，以确定老鼠体内不同类型的脑细胞对严重创伤的反应。 在Autophagy一月刊上发表的一项新研究中 ，他们发现在创伤性脑损伤后，大脑免疫系统细胞的内部循环功能急剧减慢，从而使废物堆积并干扰损伤后的恢复。 研究人员还发现，用促进细胞循环的药物治疗遭受创伤性脑损伤的小鼠可以提高小鼠从损伤中恢复并解决水迷宫的能力，水迷宫是小鼠记忆功能的一种衡量标准。 “已经提出了许多药物和潜在的解决方案来治疗创伤性脑损伤，但没有一个在实践中起作用，”首席研究员、UMSOM 麻醉学和解剖学与神经生物学副教授、休克、创伤研究组成员 Marta Lipinski 博士说。和马里兰大学医学中心 (UMMC) 的麻醉学研究 (STAR) 中心。 “正如我们在动物研究中看到的那样，为促进这种细胞循环的患者设计药物可能会逆转或防止创伤性脑损伤造成的损害。我们正在继续更多地了解创伤中的分子和细胞生物学机制，因此我们可以使用更具指导性的方法来开发解决方案。” 人体细胞会定期回收自身磨损或损坏的部分，这些部分是通过正常磨损、感染或损伤产生的，称为自噬。大脑中的大多数细胞都使用该过程来清理自己的废物并在较小的范围内回收利用。 在之前的一项研究中，Lipinski 博士的团队表明，创伤性脑损伤会降低神经元（发送电脉冲的细胞）回收自身受损部分的能力，从而导致这些神经元死亡。 然而，大脑中的某些细胞可以执行更强大的回收功能，例如大脑中称为小胶质细胞的常驻免疫细胞，它可以吞噬、消化和回收组织中整个受损或死亡的细胞。 在创伤性脑损伤后，白细胞通常被血脑屏障排除在外，也可以进入大脑并与小胶质细胞一起工作以吞噬和清除受损细胞。 在这项新研究中，Lipinski 博士的团队专注于创伤性脑损伤后大脑中的免疫细胞，小胶质细胞和白细胞，发现与神经元一样，它们的循环功能也受到抑制。 “Lipinski博士发现神经元和免疫细胞的循环功能抑制表明，神经科学家充分了解创伤性脑损伤所涉及的复杂系统是多么重要，”马里兰大学巴尔的摩分校和 UMSOM 的 John Z. 和 Akiko K. Bowers 特聘教授。 “开发治疗创伤性脑损伤的有效药物需要更深入地了解这些细胞间相互作用以及每种细胞类型对大脑生态系统的影响。” 为了证明回收过程对创伤性脑损伤和恢复的全面影响，Lipinski 博士和她的团队阻断了脑损伤小鼠大脑中执行免疫细胞回收功能所需的一种必需蛋白质。这些小鼠的细胞回收过程受到更大程度的抑制，导致大脑出现更多炎症。 以它们解决水迷宫的能力来衡量，它们的表现甚至比只有脑损伤的小鼠还要差。这些发现表明，大脑中免疫细胞的循环功能对于脑外伤后的恢复至关重要。相反，提高它可能会减轻创伤的影响。 为了测试这一点，研究人员使用了一种药物雷帕霉素（通常用作抗癌药物或预防器官排斥反应）来促进脑外伤小鼠大脑中的细胞循环。研究人员发现，通过这种治疗，老鼠的大脑炎症水平较低，而且这些老鼠在水迷宫中的表现更好。 “我们在研究中使用的药物会阻断一组对身体细胞再生很重要的蛋白质，因此不能长时间使用，”Lipinski 博士说。“我们需要继续这方面的研究，以确定自噬如何防止神经损伤的确切机制，以便找到更有针对性的药物来增加这一过程，而不是针对大脑再生所需的重要蛋白质。” Original Research: Open access.“Inhibition of autophagy in microglia and macrophages exacerbates innate immune responses and worsens brain injury outcomes” by Marta Lipinski et al. Autophagy |
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