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Les chercheurs décrivent le transcriptome humain de barrage de sang-nerf pour la première fois

Nerfs périphériques humains -- tous les nerfs en dehors de du système nerveux central -- sont protégés par le barrage de sang-nerf. C'est un revêtement serré des cellules endothéliales qui met à jour le micro-environnement dans les nerfs en limitant les valeurs ou les types d'eau, les ions, les corps dissous et les éléments nutritifs qui peuvent atteindre les axones, ou les câbles électriques dans les nerfs, du système de circulation sanguine.

Ceci permet aux nerfs de fonctionner.

« Je décris ces cellules endothéliales comme grille ou trappe qui des contrôles dans ce que va et hors du nerf ; c'est la passerelle entre la circulation sanguine systémique et les nerfs périphériques, » a dit Eroboghene Ubogu, M.D., professeur de la neurologie à l'université de l'Alabama à Birmingham.

Peu est connu au sujet des composantes qui composent cette trappe, et sans cette connaissance, neurologues comme Ubogu sont aux abois pour développer des traitements spécifiques pour 20 million à 30 millions de patients des États-Unis, et centaines de millions mondiaux, avec la maladie périphérique de nerf. « Si nous ne comprenons pas ce qui compose cette trappe qui permet à des matériaux d'aller dedans ou à l'extérieur, et comment la trappe fonctionne réellement, comment ose nous proposons des traitements spécifiques quand les nerfs ne fonctionnent pas ? » Ubogu a dit.

Dans la recherche publiée dans des états scientifiques, Ubogu et des collègues d'UAB -- pour la première fois -- décrivez le transcriptome de ces cellules endothéliales endoneurial appelées de cellules spécialisées, trouvant 12.881 transcriptions de l'ARN qui définissent le barrage humain normal de sang-nerf. Ces le messager RNAs sont les matrices pour les synthons des cellules, les protéines qui fournissent la structure et le fonctionnement à la cellule vivante.

La recherche précédente sur le barrage de sang-nerf a tendu à regarder juste une ou quelque composantes de cellules à la fois. Le transcriptome indique chaque active de composante en cellules endothéliales endoneurial normales qui forment le barrage humain de sang-nerf.

« Il est comme si précédemment nous avons travaillé avant avec une petite lampe-torche, » a dit Ubogu, qui a étudié le barrage de sang-nerf depuis 2007. « C'est un projecteur énorme et indiquant. Par exemple, je n'ai probablement connu pas plus de six composantes des jonctions serrées actuelles au barrage de sang-nerf. Avec cet article, nous avons fourni 133 jonctions impliquées dedans serrées de composantes et d'adherens. C'est comme un rêve viennent vrai. »

La connaissance de l'ARN normal et de l'expression de la protéine dans les cellules endothéliales endoneurial fournit un guide essentiel de modèle ou de référence. Ce guide aidera des médecins et des chercheurs à comprendre comment des nerfs périphériques sont maintenus les cliniciens en bonne santé et d'aide et les pharmaciens médicaux pour figurer à l'extérieur qui les tambours de chalut sont en activité en cellules endothéliales endoneurial, ainsi ils peuvent concevoir les traitements médicamenteux qui peuvent réellement atteindre les nerfs ou sont évités d'endommager le dommage aux nerfs toxique. Le guide peut également diriger la recherche de translation dans les neuropathies périphériques en observant comment des composantes peuvent être perturbées ou modifiées pendant la maladie ou les blessures, et aide à développer de meilleures demandes de règlement pour la douleur chronique.

L'étude d'Ubogu commencée à partir des nerfs sural humains congelés normaux préservés dans Shin J. Oh Muscle et le laboratoire d'histopathologie de nerf à UAB. Le nerf sural, trouvé dans la région extérieure de mollet de la patte, est couramment biopsié en tant qu'élément de certaines manoeuvres périphériques de neuropathie.

L'équipe d'UAB a isolé des transcriptions de l'ARN du barrage de sang-nerf formant des microvessels directement du tissu nerveux sural gelé utilisant une microdissection appelée de laser-saisie de technique spécialisée. Au moins 200 microvessels ont été rassemblés de deux adultes féminins et deux mâles qui ont eu les biopsies normales de nerf. L'équipe a également isolé l'ARN des cellules endothéliales endoneurial épurées précédemment d'isolement dans une femme adulte et développées dans la culture de tissu. Elles ont isolé l'ARN de trois canalisations, ou tôt, et de huit canalisations, ou tard, pour cette étude. La comparaison tôt et tardive était de s'assurer que l'ARN n'a pas changé en ces cellules à cause de la culture de tissu.

L'ARN des microvessels et des cellules endothéliales endoneurial a été ordonnancé. Pour les microvessels des biopsies, appelé le barrage in situ de sang-nerf, transcriptions a dû convenir pour au moins trois des quatre sources. Pour les cellules endothéliales endoneurial de la culture de tissu, le barrage in vitro appelé de sang-nerf, transcriptions a dû convenir aux deux canalisations. Les chercheurs ont trouvé 12.881 transcriptions de l'ARN qui étaient courantes au barrage in situ et in vitro de sang-nerf. Les cellules endothéliales endoneurial tissu-cultivées ont agi en tant que contrôle pour rectifier pour la contamination possible du barrage in situ de sang-nerf par des cellules comme des pericytes et des leucocytes présents avec des microvessels pendant la microdissection de laser-saisie.

Le transcriptome a été validé deux voies. D'abord, le transcriptome s'est avéré pour comprendre les bornes endothéliales vasculaires précédemment recensées, les enzymes, les récepteurs de Scavenger, les récepteurs de mitogène, les tambours de chalut nutritifs, les molécules d'adhésion cellulaires, les chémokines, les adherens et la jonction serrée, et les molécules associées par jonction. En second lieu, les chercheurs ont montré l'expression, comme trouvé par immunohistochimie fluorescente indirecte, des protéines spécifiques qui ont été recensées par cette étude dans les microvessels endoneurial de nerf sural d'une autre femme adulte avec une biopsie normale. Ceci a compris les bornes qui ont eu et n'avaient pas été précédemment recensées en ces cellules endothéliales -- 31 ont sélecté la membrane cellulaire, le récepteur de chémokine, le composé cytosquelettique et de liaison et les protéines sécrétées.

Ubogu s'attend à ce qu'un hôte de travail de translation établisse sur cette recherche.

La connaissance des composantes et des régulateurs de la petite molécule et le transport macromoléculaire seul au barrage humain de sang-nerf peuvent faciliter le développement des médicaments qui peuvent employer le choix de tambours de chalut d'afflux, de glissières et de composantes récepteur-assistées de transcytosis pour atteindre les nerfs. C'est important en traitements efficaces se développants pour les neuropathies périphériques et traiter la douleur névropathique continuelle, une condition qui affecte 1 pour cent à 10 pour cent de gens mondiaux. C'est crucialement important car le monde répond à la crise d'opioid et recherche de meilleures demandes de règlement, avec moins effets secondaires, pour la douleur chronique.

Connaître les molécules appropriées pour l'accroissement des vaisseaux sanguins et la formation des composés intercellulaires de jonction a pu guider des stratégies thérapeutiques aux nerfs périphériques de réglage après lésion traumatique. Cette connaissance a pu également aider à remettre et préserver le fonctionnement de nerf périphérique dans les patients présentant les neuropathies périphériques d'autres raisons, telles que le diabète et le cancer.

Ubogu dit que l'étude fournit les informations nécessaires sur les causes déterminantes possibles du leucocyte trafiquant pendant l'immunosurveillance normal et les réseaux biologiques qui peuvent être impliqués dans des réactions immunitaires innées et adaptatives périphériques de nerf. Ceci pourrait améliorer notre compréhension de la façon dont le barrage humain de sang-nerf répond aux blessures, aux viraux infection ou à l'entrée microbienne de la circulation sanguine dans les nerfs périphériques.

Le travail pourrait également nous aider mieux à comprendre la pathogénie et la demande de règlement visée des affections auto-immune nerf-restreintes périphériques telles que le syndrome de Guillain-Barré et le démyélinisant inflammatoire continuel polyradiculoneuropathy, deux conditions qui peuvent mener à la perte de productivité et indépendance, douleur chronique ou invalidité économique.

« Les seuls moyens dans la division neuromusculaire d'UAB et la collaboration avec le centre d'UAB Heflin pour la Science génomique étaient essentiels à ce projet pour figurer à l'extérieur le transcriptome humain de barrage de sang-nerf aussi rapidement et largement comme l'avons fait nous, » Ubogu a dit.