研究人员揭示,一种名为NANOG的基因可以增强在创伤后受损神经的恢复,如车祸或枪伤造成的神经损伤。
从创伤性神经损伤中恢复,类似于车祸或枪伤造成的损伤,可能依赖于一个激发自爱尔兰传说中永恒青春的神秘土地的基因。
在10月24日发表的一项新研究中,来自布法罗大学的一个团队解释了NANOG如何促进受损神经的愈合和再生,恢复在重大外周神经损伤后神经与其他器官或组织之间的重要连接。
NANOG一词取自Tír na nÓg,这是一个与青春、欢乐和美丽相联系的传奇地方。
“在人类生物学中,NANOG是一个显著强大的基因,我们之前已经证明它可以通过细胞重编程逆转成人干细胞和骨骼肌的衰老,”共同通讯作者、化学与生物工程系的纽约州立大学杰出教授Stelios Andreadis博士表示。”在这项研究中,我们旨在看看重编程肌肉是否也会促使它接受新的神经连接,因为肌肉纤维在早期发育过程中容易发展出神经连接,但在生命后期则面临困难。”
在实验中,研究人员创建了一个遭受坐骨神经损伤的小鼠模型。然后,他们采用一种独特的递送方法,使用聚合物载体直接将标准抗生素多西环素施加到受伤的肌肉和神经区域。
多西环素作为一个开关激活NANOG的表达。一旦激活,NANOG刺激肌肉干细胞(Pax7+)的生长,并触发胚胎肌球蛋白重链(eMYHC)的表达,后者是通常在胚胎发育期间存在于骨骼肌中的重要基因,在成年组织中也能表达。
与未接受多西环素的对照小鼠相比,激活NANOG的小鼠表现出增强的肌肉和神经发育,与肌肉和神经之间的突触连接改善。此外,他们在等长力量产生、肌电图反应和趾分开反射测试中表现出更好的运动能力。
“总之,我们证明了NANOG可以重编程骨骼肌细胞,使其类似于胚胎状态,从而促进神经损伤后神经肌肉系统内受损区域的修复,”共同通讯作者、康复科学系临床副教授Kirkwood Personius博士指出。”这至关重要,因为它有可能减少遭受严重神经损伤的个体的长期残疾。”
这项研究得到了国立卫生研究院、纽约州立大学研究种子资助计划和布法罗大学临床与转化科学研究所的资助。该团队利用了布法罗大学生物信息学与生命科学卓越中心的资源进行RNA测序。
来自布法罗大学的研究合作伙伴与细胞、基因和组织工程中心、传感器科学与应用工程学院下的生物医学工程系以及雅各布医学与生物医学科学学院、和生理学与生物物理系相关联。
共同作者还包括来自罗斯威尔帕克综合癌症中心、爱德华·维亚骨科医学学院和弗吉尼亚理工大学的代表。