Forskare vid Barnens National Medical Center har visat entydigt att ett specifikt protein och dess signalering aktivitet är avgörande för att myelination och remyelination, processer, nödvändiga för att skapa och reparation av hjärnans vita substansen.
Denna banbrytande upptäckt i musmodeller visar vägen till att utveckla behandlingar eller interventioner för att stärka hälsosamma hjärnans utveckling och / eller hjärnsjukdom reparation hos barn och vuxna. Dokumentet kommer att publiceras i augustinumret av Nature Neuroscience.
"Genom att förstå de grundläggande mekanismerna för hjärnans utveckling, vi komma närmare att hitta tydliga instruktioner för att reparera utvecklingsstörning hjärnsjukdomar och skador", säger Vittorio Gallo, PhD, Director, Center for Neuroscience Research, Barnens forskningsinstitutet vid Barnens National Medical Center.
Dr Gallo och kollegor använde studie musmodeller för att identifiera ett viktigt protein och dess signalering verksamhet i processer av myelination och remyelination. Dessa processer är relevanta för vita substansen utveckling och reparation. När vita substansen är skadad eller defekt, är de väsentliga funktionerna av information relä nedsatt. Underutvecklade vita substansen eller vit substans skador är kopplade till villkor, inklusive psykisk utvecklingsstörning, cerebral pares och multipel skleros.
"Barnens National Medical Center är en idealisk miljö för komplexa forskning", säger Dr Gallo. "Vi samarbetar med forskningsinstitut runt om i världen, och sedan vandrar vi i korridoren för att överlägga med kollegor som är i frontlinjen för direkt klinisk vården. Mina kollegor i klinisk forskning och vård pionjärer hela kroppen kyla, vilket fördröjer pågår hjärnskador i äventyras nyfödda. vårt genombrott på samma nivå som laboratoriet forskning kommer snart att översätta till bedsides där de tar hand om nyfödda. "
"Om vi kan gifta sig med hela kroppen kylning med nya metoder som ökar aktiviteten hos detta viktiga protein, kanske vi kan bromsa skador och förbättra myelination", fortsatte Dr Gallo. "En dag vi kan för att reparera hjärnskador och senare drabbar såsom psykisk utvecklingsstörning, utvecklingsstörning eller andra sjukdomar som beror på ofullständig myelination eller vita substansen skadas."
Myelination hos människor börjar i livmodern ca 5 månaders dräktighet och fortsätter under de tre första åren i livet, men kan vara nedsatt för ett antal orsaker, oftast intrauterin infektion, minskas eller avbrytas blodflöde (som transporterar syre och näringsämnen) till formning spädbarn hjärnan, eller perinatal skada. Dessa villkor påverkar upp till 30 procent av prematura barn, många med svåra motoriska och kognitiva svårigheter, t.ex. hos patienter som drabbats av cerebral pares.
Remyelination är en naturlig försök av hjärnan att reparera skador i den vita substansen, men hjärnan inte har förmåga att helt reparera sig själv.
Dr Gallo och kollegor, arbetar som används ökad epidermal tillväxtfaktor (EGFR) protein och aktivitet för att tydligt visa vilken roll denna molekyl spelar som en katalysator för de naturliga processer för spridning och migration av stamceller, som är en integrerad del av vit substans utveckling och reparation. Genom att först sätta ökad EGFR-protein och visar förbättrade myelination / remyelination, och sedan använda en EGFR-protein med minskad biologisk aktivitet, och visar minskningen i myelination / remyelination, Dr Gallo och kollegor visar att EGFR protein är en viktig ingrediens och att dess signalering bidrar till att stamceller spridning, migration och i myelination och funktionella reparation av vit substans.
Dr Gallo arbete redovisas i denna uppsats visar specifikt följande:
- Stamceller i peri-ventrikulära zon i hjärnan bidrar till remyelination vit substans lesioner.
- En lesion i vit substans uppmanas naturligt progenitorceller att kopiera och flytta till platsen för den skada där de är inblandade i remyelination och funktionell reparation.
- Över-uttryck (genom genetisk manipulation) av epidermal tillväxtfaktor (EGFR) protein främjar både myelination och remyelination (skapande och reparation av vit substans).
- Över-uttryck (genom genetisk manipulation) av EGFR-protein främjar funktionell återhämtning av neurala fibrer (vilket visats genom ledning av elektriska impulser).
- Minska (genom genetisk manipulation) EGFR-signalering minskar myelination och remyelination.