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“细胞气孔”的发现给数百万大脑和脊髓损伤患者带来了希望

“细胞气孔”的发现给数百万大脑和脊髓损伤患者带来了希望

科学家发现了一种新的治疗方法,可以显著减少脑损伤和脊髓损伤后的肿胀,这给全世界每年7500万患者带来了希望。

在治疗这类被称为中枢神经系统(CNS)水肿的创伤方面的突破被认为是非常重要的,因为目前的选择仅限于将患者诱导昏迷或进行危险的手术。

大脑和脊髓损伤影响所有年龄组。老年人中风或摔伤的风险更大,而对年轻人来说,主要原因包括道路交通事故,以及橄榄球、美式足球和其他接触性运动带来的伤害。

一级方程式赛车手迈克尔?舒马赫(Michael Schumacher)这一备受瞩目的例子表明,医生目前在治疗这类损伤时面临着困难。2013年,舒马赫在瑞士滑雪时摔倒,头部撞到一块岩石上。他在药物诱导的昏迷中度过了六个月,并接受了复杂的手术,但他的康复一直持续到今天。

这种新的治疗方法是由来自阿斯顿大学(英国)、哈佛医学院(美国)、伯明翰大学(英国)、卡尔加里大学(加拿大)、隆德大学(瑞典)、哥本哈根大学(丹麦)和伍尔弗汉普顿大学(英国)的一个国际科学家团队开发的,在最新一期的科学杂志《细胞》上发表。

研究人员使用了一种已经获得许可的抗精神病药物——三氟哌啶(TFP)——来改变细胞中被称为水通道蛋白的微小水孔的行为。

测试治疗受伤的老鼠,他们发现这些动物给一个剂量的药物在创伤现场恢复完整的运动和敏感性在两周后,治疗组相比,继续显示运动和感觉障碍超过六周后受伤。

治疗的原理是抵消细胞对由创伤引起的cnn(大脑和脊髓)缺氧的正常反应。在这种情况下,由于离子的积聚,细胞会迅速变得“更咸”,导致水通过水通道,使细胞膨胀,并对头骨和脊柱施加压力。这种压力的积累会损害脆弱的大脑和脊髓组织,扰乱从大脑到身体的电信号流动,反之亦然。

但是科学家们发现TFP可以阻止这种情况的发生。他们将研究重点集中在被称为星形胶质细胞的重要星形大脑和脊髓细胞上,发现TFP可以阻止一种叫钙调蛋白的蛋白质与水通道蛋白结合。通常情况下,这种结合作用将水通道蛋白发射到细胞表面,让更多的水进入细胞。通过停止这种作用,细胞的渗透性就降低了。

传统上,TFP被用于治疗精神分裂症和其他精神健康疾病的患者。它的长期使用与副作用有关,但研究人员说,他们的实验表明,只要一个剂量可能有一个重要的长期影响中枢神经水肿患者。

由于TFP已经被美国联邦药品管理局(FDA)和英国国家健康和保健研究所(NICE)批准用于人类,它可以迅速用于治疗脑损伤。但研究人员强调,进一步的研究将使他们基于对TFP特性的理解开发出新的、甚至更好的药物。

“细胞气孔”的发现给数百万大脑和脊髓损伤患者带来了希望。来源:英国阿斯顿大学

根据世界卫生组织(WHO)的数据,每年约有6000万人遭受创伤性脑损伤或脊髓损伤,另有1500万人中风。这些伤害可能是致命的,或导致长期残疾、精神障碍、药物滥用或自残。

阿斯顿大学生物科学研究小组的罗斯林·比尔教授说:

“每年,数百万不同年龄的人遭受大脑和脊椎损伤,无论是摔倒、事故、道路交通碰撞、运动损伤还是中风。迄今为止,他们的治疗选择非常有限,在许多情况下,风险非常大。

“这一发现基于对我们的细胞在分子水平上如何工作的新理解,给了受伤患者和他们的医生希望。通过使用一种已经获得人类使用许可的药物,我们已经证明了如何能够阻止导致长期伤害的中枢神经系统的肿胀和压力积聚。

“虽然进一步的研究将帮助我们完善我们的理解,但令人兴奋的是,医生很快就会有一种有效的、非侵入性的方法来帮助大脑和脊髓受伤的病人。”

伯明翰大学炎症与衰老研究所的Zubair Ahmed博士说:

“这是目前治疗方法的一个重大进步,目前的治疗方法只治疗脑损伤和脊髓损伤的症状,但对预防通常由肿胀引起的神经功能障碍却无能为力。”这种改头换脸的药物为这些病人提供了真正的解决方案,而且可以快速进入临床。”

伯明翰大学临床科学研究所的Alex Conner博士说:

“令人惊讶的是,我们对大脑中微小水道的研究可以告诉我们每年影响数百万人的创伤性脑肿胀。”

哈佛医学院细胞生物学研究员莫塔兹·萨勒曼博士说:

“这种新颖的治疗方法为中枢神经系统损伤患者带来了新的希望,具有巨大的治疗潜力。”我们的研究结果表明,在不久的将来,它可以以较低的成本投入临床应用。”

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