日本九州大學與綜合脊髓傷害中心組成的研究小組着眼於哺乳動物的腦和脊髓等中樞神經具有自我開墾能力的特點,查明侵入脊髓中的發炎細胞的行程能力對受損脊髓的自我開墾至關重要。
發生腦梗塞和脊髓傷害後,可能會留下癱瘓等嚴重後遺症,此前人們一直以爲這是因爲腦和脊髓等中樞神經不具備再生功能。但近年來有一個重要發現,即脊髓内的星狀神經膠細胞會向傷害部位移動,受損的脊髓也能進行自我開墾。
此次,研究小組利用RNA序列法,調查了正處於功能恢復期的脊髓的所有基因類型和數量,發現名爲IRF8的基因在恢復期顯著增加。研究發現,IRF8會使侵入受損脊髓中的巨噬細胞主動行程到傷害中心部位聚集起來,從而抑制巨噬細胞引發的發炎及繼發性神經傷害,在神經組織的自我開墾和運動功能的恢復中發揮着重要作用。
研究小組發現,在受損脊髓内,補體C5a會形成濃度梯度,IRF8透過調節細胞根據補體C5a的濃度梯度行程所需的嘌呤能接受者的表達,將巨噬細胞引導至傷害中心部位。而且,強化巨噬細胞的IRF8的作用後,巨噬細胞會更快地行程並聚集在一個小區域内,從而抑制神經傷害,促進癱瘓的恢復。這項研究成果明確了此前被忽視的中樞神經的自我開墾機制,透過強化其功能,有望冶癒腦和脊髓的傷害。
相關研究論文已於2019年5月15日發表在美國科學期刊《Science Advances》的網路版。
(參考圖)透過巨噬細胞在脊髓内的行程進行組織開墾的機制。研究發現,侵入受損脊髓内的巨噬細胞的IRF8基因被TLR4接受者激活,促進了P2X/Y接受者的表達。與補體C5a發生反應分泌的ATP和ADP與P2X/Y接受者發生反應後,促進巨噬細胞向傷害中心部位移動。巨噬細胞對附近的神經具有妨礙作用,因此IRF8缺損會抑制巨噬細胞的行程,導致其分散在大範圍内,從而導致組織開墾和功能恢復情況惡化。
此次研究查明,巨噬細胞的行程還會影響促進組織開墾的星狀神經膠細胞的行程,以及抑制神經再生的膠質瘢痕的形成。透過促進巨噬細胞行程,應該能促進星狀神經膠細胞行程,抑制膠質瘢痕形成,從而促進組織開墾和功能恢復。(日文發佈全文)
文:JST客觀日本編輯部