脊髓损伤后刺激轴突再生

伯克神经病学研究所 (BNI)、威尔康奈尔医学院的一项新研究发现，通过基因工程或非侵入性重复经颅磁刺激 (rTMS) 激活 MAP2K 信号可促进脊髓损伤后皮质脊髓束 (CST) 轴突萌芽和功能再生(SCI) 在老鼠身上。

rTMS 是一种非侵入性技术，可通过电磁感应在脑组织中产生电场。虽然越来越多的证据表明 rTMS 应用于运动皮层可能有利于 SCI 患者的功能恢复，但 rTMS 有益作用背后的分子和细胞机制仍不清楚。

发表在《科学转化医学》上的一项新研究表明，高频 rTMS (HF-rTMS) 可激活 MAP2K 信号并增强轴突再生和功能恢复，这表明 rTMS 可能是脊髓损伤患者的一种有价值的治疗选择。

促进受伤的中枢神经系统 (CNS) 中的轴突再生仍然是一项具有挑战性的任务。成熟的 CNS 神经元无法激活细胞内在生长机制和再生受损的轴突，这严重阻碍了创伤性脑损伤或脊髓损伤后有效新疗法的开发。

RAF–丝裂原活化蛋白激酶激酶(MAP2K，也称为 MEK)信号级联在发育中的 PNS 和 CNS 神经元中介导长距离轴突生长。根据他们之前的发现，来自 BNI 的研究人员假设 RAF 信号调节了一个内在的轴突生长程序，并且它的激活可以使成年哺乳动物 CNS 轴突在脊髓损伤后重新生长。他们发现，成熟皮质脊髓神经元 (CSN) 中组成型激酶激活的 BRAF 的条件性表达引发了一组先前与斑马鱼视网膜神经节细胞轴突再生有关的转录因子的表达。

此外，CSN 中条件性 BRAF 激活使 CST 轴突在小鼠 SCI 的不同实验模型中发芽和再生。据进行实验的 BNI 博士后研究员 Xiaofei Guan 医学博士说，新发芽的 CST 轴突与局部脊髓回路形成突触，并进一步改善了运动功能恢复。

rTMS 已成为增强脊髓或脑损伤患者恢复的有前途的策略，但这些方法的潜在可塑性机制和全部治疗潜力仍然未知。BNI 研究小组发现，每日高频 rTMS 会话激活 MAP2K 信号并以与基因 BRAF 激活相同的方式调节一组再生相关转录因子的表达。在 HF-rTMS 治疗的 SCI 模型小鼠中，增强 CST 发芽、再生和功能恢复需要内源性 MAP2K 活性。

研究人员认为，这些结果共同证明了 MAP2K 信号在增强成熟 CSN 的生长能力方面的核心作用，并表明 HF-rTMS 可能通过调节 MAP2K 信号来治疗脊髓损伤。BNI 团队已开始对身体健全的个人和 SCI 患者测试 HF-rTMS 方案的临床试验。如果成功，HF-rTMS 可能会成为一种非侵入性、低风险的治疗选择，以促进轴突再生，单独或与其他额外干预措施相结合，适用于 SCI 或其他可能受益于 CNS 电路修复的个体。

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