Wissenschaftler am deutschen Zentrum für Neurodegenerative Erkrankungen (DZNE) identifizierten eine Gruppe von Proteinen, die helfen, sich zu regenerieren beschädigte Nervenzellen. Ihre Ergebnisse berichten Sie in der Fachzeitschrift Neuron.
Es wird allgemein angenommen, dass die Neuronen des zentralen Nervensystems heruntergefahren Ihre Fähigkeit zu wachsen, wenn Sie Sie nicht mehr brauchen; dies tritt normalerweise, nachdem Sie gefunden haben, Ihre Ziel-Zellen und etabliert Synapsen. Allerdings jüngsten Erkenntnisse zeigen, dass die alten Nerven-Zellen haben das Potenzial, zu erneuern und zu reparieren Schäden, ähnlich wie junge Neuronen. Die zugrunde liegenden Mechanismen für diese Verjüngung haben jetzt aufgedeckt wurde in Laborstudien führte durch das team von Professor Frank Bradke am DZNE Bonn Ort gemeinsam mit Wissenschaftlern der Universität Bonn.
„Eigentlich ist dies ziemlich überraschend. Es ist keineswegs eine Selbstverständlichkeit, dass Jugendliche und Erwachsene Nervenzellen teilen sich die gleichen Mechanismen,“ sagte Bradke. „Neuronen zeigen kräftiges Wachstum, während der embryonalen Entwicklung. Reife Nervenzellen, auf der anderen Seite in der Regel nicht wachsen und scheitern, sich zu regenerieren. Unsere Studie jetzt zeigt, dass, obwohl die Fähigkeit zu wachsen gehemmt wird in adulten Zellen, den Neuronen, halten Sie die Veranlagung für das Wachstum und die regeneration.“ Bradke und Mitarbeiter entdeckt, dass bestimmte Proteine, die initiieren, das Wachstum in Jungen Neuronen sind entscheidend für diese Prozesse. „Diese Proteine sind wichtige Regulatoren von Wachstums-Kompetenz, unabhängig von Entwicklungsstadium. Sie wirken auf die Zelle tragende Struktur und somit die trigger dynamische Prozesse, die eine Voraussetzung für das Muskelwachstum und-regeneration“, sagte die neurobiologin.
Das Juvenile Wachstum Talente
In der Tat, Neuronen zeigen nur Ihr Wachstum talent während der embryonalen Entwicklung. In diesem Stadium, Sie bilden lange Fortsätze (die sogenannten „Axone“) zu verbinden und so Signale aussenden. Jedoch, die Fähigkeit, zu wachsen und damit das nachwachsen nach der Verletzung, das schwindet, wenn das Nervensystem erreicht das Erwachsenen-Stadium. Nur Neuronen der „Peripherie“, e. g. diejenigen, die in den Armen und Beinen, behalten Sie ein ausgeprägtes potential für Besserung beschädigte verbindungen. Allerdings, wenn Axone in das Rückenmark durchtrennt, Sie nicht nachwachsen: Somit ist der Weg für die Nerven-Impulse bleibt gestört. Dies kann zu Lähmungen und anderen schweren Behinderungen.
Eine spezielle protein-Familie
„Seit geraumer Zeit haben wir darüber nachgedacht, ob es möglich ist, wieder zu aktivieren die Prozesse, die sich in der frühen Entwicklungsphase. Könnte dies ein Weg sein, um die trigger-regeneration in adulten Neuronen“, Sebastian Dupraz, sagte, ein Postdoc-Forscher in der Bradke ‚ s Labor und führender Autor der aktuellen Studie. In den letzten Jahren die Bonner Wissenschaftler identifizierten verschiedene Faktoren, die Einfluss auf das Wachstum von Neuronen. Bestimmte Proteine—die „cofilin beteiligt/ADF“ Familie erwies sich als eine entscheidende Rolle spielen: Während der embryonalen Entwicklung werden diese Moleküle Steuern die Bildung von Zell-Auswüchse, die letztlich eine Entwicklung in Axonen. „In unserer aktuellen Studie haben wir festgestellt, dass es genau diese Proteine, die das Wachstum ankurbeln und die regeneration, auch in adulten Neuronen“, sagte Dupraz.
Molekulare Auflösung
Die Wissenschaftler fanden heraus, dass das wachsen und nachwachsen von Neuronen ist, angetrieben von der Umsatz von Aktin-Filamenten. Diese string-förmigen Moleküle gehören zu den molekularen Gerüst, das gibt der Zelle Ihre form und Stabilität. Die Proteine der cofilin beteiligt/ADF Familie teilweise aufzulösen, dieses Korsett. Es ist nur durch diese Trennung, dass die Struktur der Zelle verändern können—und damit das neuron kann wachsen und sich zu regenerieren. „Ein Ansatz für die Zukunft der regenerativen Interventionen könnte die Ziel-actin,“ DZNE-Wissenschaftler Barbara Schaffran, ein weiterer führender Autor der aktuellen Studie, erwähnt.
Die Forscher beobachteten diese Prozesse in den Nervenzellen von Mäusen und Ratten. Die Neuronen untersucht gehörte zu den „dorsal root ganglion“. Dies ist ein Bündel von Nervenzellen, die Schnittstellen, die das Rückenmark mit dem peripheren Nervensystem. Die Zellen befinden sich dort jeweils zwei Axone: eine zentrale und eine periphere. Das periphere axon regenerieren kann nach einem Schaden. Es ist lange bekannt, dass das zentrale axon können auch nachwachsen; aber nur zu, wenn seine peripheren Gegenstück hat bisher lesioned. „Warum die Reihenfolge so ist, ist noch nicht genau bekannt,“ sagte Bradke. „Wir werden uns in diesem in die Zukunft.“
Beitrag zur Grundlagenforschung