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大脑“粘合剂”:可修复脑损伤

Lohitash Karumbaiah正在实验室工作。

严重的创伤性脑损伤(TBI)常常会导致大面积的脑组织损失和永久性残疾,造成巨大的精神、经济伤害。然而,目前研究人员还未找到临床治疗方法来预防由此导致的认知障碍或组织丢失。

近日,美国佐治亚大学的一项新研究给TBI患者带来了希望。研究人员在《科学进展》杂志上发表论文称,他们发明了一种用于治疗TBI的“大脑粘合剂”。它不仅可以防止严重损伤后脑组织的丢失,还可能有助于功能性神经的修复

这项新发现首次提供了视觉和功能方面的证据,证明在严重TBI的动物大脑中植入粘合剂,可以修复参与伸手抓握运动的脑神经回路(RTG回路)。

大脑粘合剂由佐治亚大学农业与环境科学学院的副教授Lohitash Karumbaiah发明,起初是为了模拟支持脑细胞的糖网的结构和功能。这种凝胶含有与碱性成纤维细胞生长因子和脑源性神经营养因子结合的关键结构,而这两种保护性蛋白因子可以促进严重TBI后脑细胞的生存和再生。

在之前的短期研究中,Karumbaiah团队已经证实,这种凝胶能显著保护脑组织免受严重TBI。而在这项新研究中,为了利用原有细胞的神经保护能力,他们进一步设计了可传递保护因子的表面,以帮助加速脑细胞的再生和功能活动。

在粘合剂植入10周后,效果十分显著。Karumbaiah说:“大脑受损的实验动物在植入凝胶后,大脑组织得到了修复。与对照组相比,这些动物的恢复时间也更快。”

为了测量大脑凝胶的有效性,研究团队通过组织清除的方法让脑组织变得光学透明,进而通过3D成像技术直观地捕捉到了脑神经回路中细胞的即时反应。

Karumbaiah说:“得益于这种组织清除方法,我们对大脑凝胶支持的复杂回路和恢复过程有了更深入的了解。结合这种方法和传统的电生理记录,我们验证了大脑粘合剂能够支持病变腔内功能性神经元的再生。”

Karumbaiah指出,大鼠RTG回路和人类RTG回路的进化特征很相似。他说:“调节大鼠回路加速了大脑粘合剂在临床应用中的转化,严重TBI的受害者有了新希望。”

科界原创

编译:花花

审稿:西莫

责编:陈之涵

期刊来源:《科学进展》

期刊编号:2375-2548

原文链接:

https://medicalxpress.com/news/2021-04-brain-circuitry-severe-traumatic-injury.html

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