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GDF10促进脑细胞建立新连接的能力

来自加州大学洛杉矶分校的科学家们发现了一种分子信号(GDF10),它表示脑组织在中风后形成新的联系。这一发现可能最终导致一种新的治疗方法,促进中风患者的脑功能恢复和脑功能恢复,这是成年人严重长期残疾的主要原因。 / em

该研究的资深作者S. Thomas Carmichael博士说,这项为期五年的研究是在动物模型中进行的,它首先鉴定出生长分化因子10或GDF10,这种分子以前在成人大脑中没有已知的作用。以及加州大学洛杉矶分校神经病学系的研究和项目的教授和副主席。

“脑部中风后恢复能力有限,”Carmichael说。 “大多数脑卒中患者在初次卒中后好转,但很少有人完全康复。如果能够识别导致中风后有限恢复的信号并将其转化为治疗,那么可能会增强中风后的脑部修复。“

这项研究于10月26日发表在同行评议的自然神经科学期刊上,也显示GDF10在人类和许多不同动物中风后被释放。

在之前的一项研究中,Carmichael和他的团队确定了中风后恢复期哪些分子在大脑中更为普遍,列出了所有上调或下调的基因。

Carmichael说,研究人员认为,名单上的一个分子可能是一个信号,告诉大脑在中风后自行修复,他们筛选出中风后大脑增加最多的分子。在发现GDF10是脑部修复的可能信号后,该团队在培养皿中分析了该分子。

科学家们发现,GDF10促进脑细胞建立新连接的能力,并确定了控制这一过程的信号系统。

Carmichael说:“我们发现GDF10诱发中风后大脑形成新的关联,并且这介导了恢复控制身体运动的能力。”

最后,研究小组确定了中风后脑细胞中由GDF10打开或关闭的所有分子,并在大脑发育和正常学习过程中比较了可比较细胞中的细胞RNA与RNA,以及人脑细胞中的RNA与其他疾病。

他们发现,GDF10调节分子的独特集合,改善中风后的恢复。这一发现表明,中风后脑组织再生是一个独特的过程,而不仅仅是大脑发育中活跃的分子的再激活。

该团队还对经历过中风的动物给予了GDF10,然后绘制了与大脑运动相关的大脑连接图。他们将那些与经历过中风但没有给予GDF10的动物的连接相比较,在具有健康大脑的动物和经历中风并且具有降低的GDF10水平的动物中。

Carmichael说:“结果表明GDF10通常负责中风后形成新连接的非常有限的过程。” “提供更多的GDF10显着增强了新连接的形成,并且主要在特定的脑电路中进行。在GDF10给药的环路中形成连接显着增强了中风后肢体控制的恢复。“

展望未来,Carmichael和他的团队希望确定一种激活GDF10信号系统的小分子,并最终可能导致开发一种药物来增强中风的恢复。

根据疾病控制中心的数据,中风每年会杀死近13万美国人 - 美国每20人死亡一次。美国每年有超过795,000人中风,其中第一次约有61万人。中风每年花费美国340亿美元,其中包括医疗保健,药物和错过工作日的费用。

该研究由美国国立卫生研究院国家神经疾病和中风研究所,美国心脏协会,加州大学洛杉矶分校理查德梅金神经再生基金会,Miriam博士和Sheldon G. Adelson医学研究基金会和Edwin W.和凯瑟琳戴维斯基金会。

出版物:Songlin Li等人,“GDF10是中风后轴突发芽和功能恢复的信号”,Nature Neuroscience,2015; DOI:10.1038 / nn.4146

来源:加州大学洛杉矶分校新闻室Kim Irwin