﻿신경 과학자들은 시신경 손상 후 시각 기능을 회복시키는 작은 분자를 식별합니다

신경 과학자들은 시신경 손상 후 시각 기능을 회복시키는 작은 분자를 식별합니다 날짜: 2023년 1월 20일 원천: 홍콩 시립대학교 요약: 중추신경계(CNS)의 뇌, 척수 및 시신경에 대한 외상성 손상은 전 세계적으로 장애의 주요 원인이자 두 번째 주요 사망 원인입니다. CNS 손상은 종종 감각, 운동 및 시각 기능의 치명적인 손실을 초래하며 이는 임상의와 연구 과학자가 직면한 가장 어려운 문제입니다. 신경과학자들은 최근 신경 재생을 효과적으로 자극하고 시신경 손상 후 시각 기능을 회복할 수 있는 작은 분자를 확인하고 시연하여 녹내장 관련 시력 손실과 같은 시신경 손상 환자에게 큰 희망을 제공합니다. 중추신경계(CNS)의 뇌, 척수 및 시신경에 대한 외상성 손상은 전 세계적으로 장애의 주요 원인이자 두 번째 주요 사망 원인입니다. CNS 손상은 종종 감각, 운동 및 시각 기능의 치명적인 손실을 초래하며 이는 임상의와 연구 과학자가 직면한 가장 어려운 문제입니다. 홍콩 시립대학교(CityU)의 신경과학자들은 최근 신경 재생을 효과적으로 자극하고 시신경 손상 후 시각 기능을 회복할 수 있는 작은 분자를 식별하고 시연하여 녹내장 관련 시력 손실과 같은 시신경 손상 환자에게 큰 희망을 제공합니다. Eddie Ma Chi 박사는 "현재 CNS의 외상성 손상에 사용할 수 있는 효과적인 치료법이 없기 때문에 CNS 복구를 촉진하고 궁극적으로 환자의 시각 기능과 같은 완전한 기능 회복을 달성할 수 있는 잠재적인 약물이 즉시 필요합니다."라고 말했습니다. 이 연구를 주도한 CityU의 신경과학부 부소장 겸 부교수이자 실험실 동물 연구 부서 책임자입니다. 미토콘드리아 역학 및 운동성 향상은 성공적인 축삭 재생의 핵심입니다. 뉴런(신경 세포)에서 연장되는 케이블과 같은 구조인 축삭은 뉴런 사이와 뇌에서 근육과 샘으로 신호를 전달하는 역할을 합니다. 성공적인 축삭 재생을 위한 첫 번째 단계는 활성 성장 원뿔을 형성하고 축삭을 재성장시키기 위한 물질의 합성 및 수송을 포함하는 재성장 프로그램의 활성화입니다. 이들은 모두 에너지를 필요로 하는 과정으로, 미토콘드리아(세포 발전소)를 원위 말단의 손상된 축삭으로 능동적으로 수송해야 합니다. 따라서 손상된 뉴런은 체세포(세포체)에서 말초 재생 축삭으로 미토콘드리아를 장거리 수송해야 하는 특별한 문제에 직면합니다. 여기서 성인의 축삭 미토콘드리아는 대부분 고정되어 있고 국소 에너지 소비는 축삭 재생에 중요합니다. Ma 박사가 이끄는 연구팀은 미토콘드리아의 융합과 운동성을 증가시켜 지속적인 장거리 축삭 재생을 일으킬 수 있는 치료용 소분자 M1을 확인했습니다. 재생된 축삭은 M1 처리 마우스에서 시신경 손상 후 4~6주 이내에 표적 뇌 영역에서 신경 활동을 유도하고 시각 기능을 회복했습니다. 소분자 M1은 미토콘드리아 역학을 촉진하고 장거리 축삭 재생을 유지합니다 "눈[망막]의 광수용기는 시각 정보를 망막의 뉴런으로 전달합니다. 부상 후 시각 기능의 회복을 촉진하기 위해 뉴런의 축삭은 시신경을 통해 재생되고 신경 임펄스를 뇌의 시각적 목표에 전달해야 합니다. 이미지 처리 및 형성을 위한 시신경"이라고 Ma 박사는 설명했습니다. M1이 CNS 손상 후 장거리 축삭 재생을 촉진할 수 있는지 여부를 조사하기 위해 연구팀은 손상 4주 후에 M1 처리 마우스에서 축삭 재생의 정도를 평가했습니다. 놀랍게도, M1 처리된 마우스의 대부분의 재생 축삭은 호감 부위(즉, 시신경교차 근처)에서 4mm 말단에 도달한 반면, 비히클 처리된 대조군 마우스에서는 재생 축삭이 발견되지 않았습니다. M1 처리 마우스에서 시신경 손상 4주 후 망막 신경절 세포(RGC, 눈에서 뇌로 시각 자극을 전달하는 뉴런)의 생존율이 19%에서 33%로 크게 증가했습니다. "이는 M1 치료가 시신경교차(즉, 눈과 대상 뇌 영역 사이의 중간)에서 뇌의 여러 피질 하부 시각 표적까지 장거리 축삭 재생을 지속한다는 것을 나타냅니다. 재생된 축삭은 대상 뇌 영역에서 신경 활동을 유도하고 시각 기능을 복원합니다. M1 치료 후"라고 마 박사는 덧붙였다. M1 치료로 시각 기능 회복 M1 치료가 시각 기능을 회복시킬 수 있는지 더 알아보기 위해 연구팀은 M1 치료 마우스에게 시신경 손상 6주 후에 동공 빛 반사 테스트를 실시했습니다. 그들은 M1을 처리한 쥐의 병변이 있는 눈이 청색광 조명에 대한 동공 수축 반응을 병변이 없는 눈과 비슷한 수준으로 회복시켰음을 발견했으며, 이는 M1 치료가 시신경 손상 후 동공 수축 반응을 회복할 수 있음을 시사합니다. 또한 연구팀은 포식자를 피하기 위해 시각적으로 유도된 타고난 방어 반응인 어렴풋한 자극에 대한 쥐의 반응을 평가했습니다. 삼각형 프리즘 모양의 쉼터와 어렴풋한 자극으로 빠르게 확장되는 머리 위의 검은색 원이 있는 열린 공간에 마우스를 배치하고 동결 및 탈출 행동을 관찰했습니다. M1을 처리한 쥐의 절반은 대피소에 숨어 자극에 반응했으며, 이는 M1이 시각 기능의 완전한 회복을 위해 피질하 시각 표적 뇌 영역을 재신경화하기 위해 강력한 축색 재생을 유도했음을 보여줍니다. 신경계 손상 복구를 위한 M1의 잠재적인 임상 적용 7년 간의 연구는 유전자 요법을 사용한 말초 신경 재생에 대한 팀의 이전 연구를 기반으로 하는 CNS 복구를 위해 쉽게 사용할 수 있는 비바이러스 요법의 가능성을 강조합니다. "이번에 우리는 소분자 M1을 사용하여 황반변성 치료와 같이 환자를 위한 확립된 의료 절차인 눈에 유리체강내 주사를 통해 CNS를 복구했습니다. 동공 광 반사 및 시신경이 손상된 지 4~6주 후에 M1을 처리한 쥐에서 어렴풋한 시각적 자극에 대한 반응이 관찰되었습니다. 연구팀은 또한 M1을 사용하여 녹내장 관련 시력 손실을 치료하기 위한 동물 모델과 당뇨병 관련 망막병증, 황반 변성 및 외상성 시신경병증과 같은 다른 일반적인 안과 질환 및 시력 장애를 치료하기 위한 동물 모델을 개발하고 있습니다. 따라서 M1의 잠재적인 임상 적용을 평가하기 위한 추가 조사가 필요합니다. 마 박사는 "이 연구의 돌파구는 CNS 부상 후 제한된 치료 시간 창 내에서 기능 회복을 가속화하는 미충족 의료 수요를 해결할 수 있는 새로운 접근 방식을 예고한다"고 말했다. 출처 : <a href="https://www.sciencedaily.com/" target="_blank" class="ke-link">https://www.sciencedaily.com/</a>