來源于:轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)網(wǎng)
導(dǎo)言:腦或脊髓腫脹(稱為中樞神經(jīng)系統(tǒng)水腫)是中樞神經(jīng)系統(tǒng)含水量增加的結(jié)果,可在創(chuàng)傷、感染、腫瘤生長或血液供應(yīng)受阻后發(fā)生,創(chuàng)傷性損傷和中風(fēng)是導(dǎo)致中樞神經(jīng)系統(tǒng)水腫的主要原因;根據(jù)世界衛(wèi)生組織的數(shù)據(jù),全球每年有6000萬人遭受創(chuàng)傷性腦損傷或脊髓損傷,1500萬人遭受中風(fēng)(500萬人死亡,另外500萬人永久殘疾)。根據(jù)5月14日發(fā)表在《細(xì)胞》雜志上的研究表明,靶向水通道蛋白-4亞細(xì)胞定位有望治療中樞神經(jīng)系統(tǒng)水腫。
科學(xué)家們已經(jīng)找出一種新的治療方法,可以顯著減少大腦和脊髓損傷后的腫脹,這給全世界每年大腦和脊髓損傷的7500萬患者帶來了希望。
治療這種被稱為中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)水腫的創(chuàng)傷方面的突破被認(rèn)為是非常重要的,因?yàn)楫?dāng)前的選擇僅限于讓患者處于誘導(dǎo)性昏迷或進(jìn)行危險(xiǎn)的手術(shù)。大腦和脊髓的損傷會(huì)影響各個(gè)年齡組,老年人中風(fēng)或摔傷的風(fēng)險(xiǎn)更大,而對于年輕人來說,主要原因包括道路交通事故,以及橄欖球、美式足球和其他接觸性運(yùn)動(dòng)帶來的傷害。
一級方程式賽車手邁克爾·舒馬赫(Michael Schumacher)的備受矚目的例子證明,醫(yī)生目前在治療這類損傷時(shí)仍然有困難。在2013年,舒馬赫在瑞士滑雪時(shí)摔倒,頭部撞到一塊巖石上,隨后大腦因腦積水沖進(jìn)受感染的細(xì)胞而腫脹。他在藥物誘導(dǎo)的昏迷中度過了六個(gè)月,接受了復(fù)雜的手術(shù),但他的康復(fù)一直持續(xù)到今天。
這一新的治療方法是由一個(gè)來自阿斯頓大學(xué)(英國)、哈佛醫(yī)學(xué)院(美國)、伯明翰大學(xué)(英國)、卡爾加里大學(xué)(加拿大)、隆德大學(xué)(瑞典)、哥本哈根大學(xué)(丹麥)和伍爾弗漢普頓大學(xué)(英國)的國際科學(xué)家小組研發(fā)的,發(fā)表在最新一期的科學(xué)雜志《細(xì)胞》上。
研究人員使用了一種獲得許可的抗精神藥物三氟拉嗪(TFP)來改變水通道蛋白細(xì)胞中微小的水孔的行為。
通過對受傷大鼠的治療測試,研究人員發(fā)現(xiàn),在大鼠損傷部位給予單劑量的藥物后,大鼠短短2周內(nèi)就恢復(fù)了完全的運(yùn)動(dòng)和靈敏度,而對照組沒有給藥的大鼠在受傷六周后仍表現(xiàn)出運(yùn)動(dòng)和感覺障礙。
這種療法的作用是抵消細(xì)胞對創(chuàng)傷造成的中樞神經(jīng)系統(tǒng)中大腦和脊髓的缺氧的正常反應(yīng)。在這樣的狀態(tài)下,由于離子的積聚,細(xì)胞很快變得“更咸”,會(huì)導(dǎo)致一股水流通過水通道,使細(xì)胞腫脹,并對頭骨和脊柱施加壓力。這種壓力的積累會(huì)損傷脆弱的大腦和脊髓組織,會(huì)擾亂從大腦到身體的電信號的流動(dòng),反之亦然。
但是研究人員發(fā)現(xiàn),三氟拉嗪能夠阻止這種情況的發(fā)生。研究人員將研究重點(diǎn)放在了重要的星形的大腦和脊髓細(xì)胞(稱為星形膠質(zhì)細(xì)胞)上,他們發(fā)現(xiàn)三氟拉嗪阻止了一種稱為鈣調(diào)蛋白的蛋白質(zhì)與水通道蛋白的結(jié)合。正常情況下,這種結(jié)合讓水通道蛋白射到細(xì)胞表面,讓更多的水進(jìn)入細(xì)胞。通過讓這一反應(yīng)停止,細(xì)胞的滲透性就會(huì)降低。
傳統(tǒng)上,三氟拉嗪已經(jīng)被用于治療精神分裂癥和其他精神健康狀況的患者,長期使用會(huì)伴隨副作用,但研究人員表示,他們的實(shí)驗(yàn)表明,單次劑量可能會(huì)對中樞神經(jīng)系統(tǒng)水腫患者產(chǎn)生顯著的長期影響。
三氟拉嗪已經(jīng)被美國聯(lián)邦藥品管理局(FDA)和英國國家健康和保健研究所(NICE)批準(zhǔn)用于人體,它可以作為腦損傷的一種快速治療手段。但研究人員也強(qiáng)調(diào),基于對三氟拉嗪特性的理解上,他們會(huì)進(jìn)一步研發(fā)出新的、很好的藥物。
世界衛(wèi)生組織表示,每年大約有6000萬人遭受腦外傷或脊髓損傷,另有1500萬人患有中風(fēng)。這些損傷可能是致命的,也可能導(dǎo)致長期殘疾、心理障礙、藥物濫用或自殘。
阿斯頓大學(xué)生物科學(xué)研究小組的羅斯林·比爾(Roslyn Bill)博士表示,“每年有數(shù)百萬不同年齡段的人遭受大腦和脊髓的損傷,無論是摔倒、事故、道路交通碰撞、運(yùn)動(dòng)損傷還是中風(fēng)。迄今為止在,他們的治療原則依然非常有限,在許多情況下風(fēng)險(xiǎn)很高?!?/strong>
比爾表示,“這些發(fā)現(xiàn)都是基于細(xì)胞在分子水平上如何運(yùn)作的新理解,給了受傷患者和醫(yī)生們希望。通過使用一種已經(jīng)批準(zhǔn)可供人類使用的藥物,研究人員表示,我們已經(jīng)展示了如何能夠阻止中樞神經(jīng)系統(tǒng)的腫脹和壓力積聚,這是造成長期傷害的原因。雖然進(jìn)一步的研究將有助于我們完善我們的理解,但令人興奮的是,醫(yī)生很快就會(huì)有一種有效的、非侵入性的方法來幫助大腦和脊髓損傷的患者。
伯明翰大學(xué)炎癥和衰老研究所的祖拜爾·艾哈邁德(Zubair Ahmed)表示,“這是目前治療方法的一個(gè)重大進(jìn)步,目前的治療方法只治療大腦和脊髓損傷的癥狀,但對預(yù)防通常由腫脹引起的神經(jīng)功能障礙卻無能為力。這種重新設(shè)計(jì)的藥物給這些患者提供了一個(gè)真正的解決方案,而且可以加快用于臨床。”
伯明翰大學(xué)臨床科學(xué)研究所的亞里克斯·康納(Alex Conner)博士表示,“令人驚奇的是,我們研究大腦中微小的水通道的工作可以告訴我們一些關(guān)于每年影響數(shù)百萬人的創(chuàng)傷性腦損傷的信息?!?/span>
哈佛醫(yī)學(xué)院細(xì)胞生物學(xué)研究員莫塔茲·薩勒曼(Mootaz Salman)表示,“這一新穎的治療方法為患有中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷的患者帶來了希望,有巨大的治療潛力。我們的研究結(jié)果表明,在不遠(yuǎn)的將來,它可以以降低的成本投入臨床應(yīng)用?!?/strong>
參考:
【1】https://medicalxpress.com/news/2020-05-cell-pores-discovery-millions-brain.html
【2】https://www.cell.com/cell/pdf/S0092-8674(20)30330-5.pdf_returnURL=https%3A%2F%2Flinkinghub.elsevier.com%2Fretrieve%2Fpii%2FS0092867420303305%3Fshowall%3Dtrue