Entdeckung deutet auf neues therapeutisches Ziel Das Axon Decay verzögern

Degeneration der Axone und Synapsen , die schlanke Projektion , durch die Nervenzellen übertragen elektrische Impulse an benachbarte Zellen , ist ein Markenzeichen von einigen der lähmenden und neurodegenerativen Erkrankungen des Gehirns wie Amyotrophe Lateralsklerose (ALS), Huntington -Krankheit und Peripherie Neuropathie . Wissenschaftler haben seit Jahrzehnten auf axonale Degeneration und ihre Beziehung zu diesen Krankheiten zu verstehen, arbeiteten . Jetzt sind Forscher an der University of Massachusetts Medical School der Erste, der ein Gen zu beschreiben - dSarm / Sarm1 - für die aktive Förderung Axon Zerstörung nach Verletzungen verantwortlich. Die Forschung , online veröffentlicht Science , deutet auf eine spannende neue therapeutische Ziel , die verwendet werden könnten, zu verzögern oder gar Axon Verfall zu stoppen.

"Diese Entdeckung hat das Potenzial, einen großen Einfluss auf unser Verständnis von neurodegenerativen Erkrankungen haben , ähnlich wie die Entdeckung der Apoptose ( programmierter Zelltod) unser Verständnis von Krebs grundlegend verändert ", sagte Marc R. Freeman , PhD, Associate Professor für Neurobiologie an der University of Massachusetts Medical School und führen Prüfer der Studie. "Identifizierung dieses Gens können wir anfangen zu fragen, aufregende neue Fragen über die Rolle des Axons Tod bei neurodegenerativen Erkrankungen . Zum Beispiel ist es möglich, dass diese Wege werden fälschlicherweise aktiviert werden, um eine vorzeitige Axon zum Tod führen ? "

Seit mehr als einem Jahrhundert glaubten Wissenschaftler , dass verletzte Axone von dem Neuron Zellkörper durchtrennt passiv weg wegen eines Mangels an Nährstoffen verschwendet. Allerdings ist eine Maus -Mutation in den frühen 1990er Jahren identifiziert - konnte Axondegeneration wochenlang zu unterdrücken - genannt langsam Waller-Degeneration ( Wlds ) . Diese Feststellung gezwungen Wissenschaftler Waller-Degeneration , den Prozess , durch den ein verletztes Axon degeneriert zu überdenken , als passiver Prozess und die Möglichkeit zu prüfen , dass ein aktives Programm von Axon Selbstzerstörung , ähnlich apoptotischen Tod , war bei der Arbeit statt .

Wenn Waller-Degeneration war ein aktiver Prozess , die Hypothese Dr. Freeman, ein Howard Hughes Medical Institute Early Career Wissenschaftler, dann sollte es möglich sein , durch zukunfts genetischen Screens in Drosophila Mutanten Wlds ähnlichen Axon Schutz ausstellenden identifizieren. Freeman und Kollegen abgeschirmt mehr als 2.000 Drosophila Mutanten für diejenigen, die langfristige Überleben der Axone getrennt ausgestellt. Freeman sagt dies war eine heroische Anstrengung seitens seiner Kollegen . Der Bildschirm statt über die nächsten zweieinhalb Jahre und sieben beteiligten Studenten und Postdocs in der Freeman lab - Jeannette M. Osterloh , A. Nicole Fox , PhD, Michelle A. Avery , PhD, Rachel Hackett , Mary A . Logan , PhD, Jennifer M. MacDonald, Jennifer S. Zeigenfuss - , die die mühsame und arbeitsintensive Experimente auf jeder Drosophila Mutanten erforderlich, um Fliegen, die axonale Degeneration nach Nervenverletzung drückt Identifizierung durchgeführt .

Durch diese Tests , drei Mutanten identifiziert sie ( aus dem 2000 geschirmt) , wo abgetrennten Axone überlebt für die Lebensdauer der Fliege. Next Generation Sequencing und Chromosomen Mangel Mapping-Techniken wurden dann verwendet, um das Gen in allen drei betroffenen isolieren - dSarm . Diese waren Verlust- Funktion Allele , dh Drosophila konnte die dSarm / Sarm1 Moleküls bewirkte eine längere Lebenszeit für Axon zu 30 Tage nach der Verletzung . Freeman und Kollegen fuhr fort, dass Mäuse ohne Sarm1 , die Säugerhomolog von dSarm zeigen , ebenfalls angezeigt bemerkenswerte Erhaltung der verletzten Axone . Diese Ergebnisse lieferten den ersten direkten Beweis dafür , dass Waller-Degeneration wurde durch eine konservierte axonalen Todesprogramm eine passive Reaktion auf Axon Verletzungen angetrieben und nicht .

"Seit 20 Jahren haben die Menschen für ein Gen, dessen normale Funktion ist es, Axondegeneration fördern gesucht ", sagte Osterloh , Erstautor der Studie. "Identifikation der dSarm / Sarm1 Gen hat enorme therapeutische Potenzial , zum Beispiel als Zuschlags Ziel für Patienten mit Erkrankungen, bei denen Nervenfaserschäden . "

Der nächste Schritt für Freeman und Kollegen ist es, zusätzliche Gene im Axon Tod Weg identifizieren und zu untersuchen , ob eine haben Verbindungen mit bestimmten neurodegenerativen Erkrankungen . " Wir arbeiten bereits mit Wissenschaftlern an der UMMS , um die Rolle zu verstehen, Axon Tod spielt bei ALS und Huntington-Krankheit ", sagte Freeman . " Wir freuen uns sehr über die Möglichkeit , dass diese Erkenntnisse könnten breite therapeutische Potenzial in vielen neurodegenerativen Erkrankungen haben . "