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Nature:寒冷保护大脑

Nature:寒冷保护大脑

——最新研究发现在体温过低时释放的一种蛋白能影响小鼠神经退行性疾病的进程。

利用寒冷来治疗疾病,这在过往历史中并不少见,像是古希腊医生Claudius Galen就曾利用寒冷治疗发烧,还有利用它来治疗严重战场损伤,提高手术疗效。在20世纪50年代,低温被作为一种工具,改善大脑手术的副作用。时至今日,越来越多的证据也表明,冷是一种有效的治疗出生婴儿脑部缺氧的方法。

不过直到1987年,科学家们才解开了这个谜题,原来寒冷能减少大脑损伤后的神经死亡,最新的一篇Nature文章则更进一步的指出,在体温过低时释放的一种蛋白能影响大脑重塑其神经交联的能力,而且这种蛋白的过量表达也许能用于治疗神经退行性疾病。

在寒冷与休眠状态中,生物机体会产生大量不同的蛋白质,这就是所谓的“冷激”蛋白(cold-shock proteins),其中一种就是RBM3,这种蛋白参与阻遏大脑细胞死亡,但是科学家们并不清楚RBM3是如何影响射击突触变性和再生的。如果能了解这些蛋白质是如何激活突触再生的,这也许能帮助科学家找到一种防止突触损失,而无需实际冷却的方法。

在这项研究中,研究人员将健康小鼠的体温降低到了16-18℃,这种温度类似于小型哺乳动物冬眠的温度, 维持这种温度45分钟。结果他们发现这些不冬眠的小鼠也开始进入寒冷解除-再生升温的过程。

之后研究人员又在患有神经退行性疾病 (阿尔茨海默氏症和朊毒体病)的小鼠中降低了温度,结果发现突触再生的能力会随着疾病发生而丧失,同时RBM3也丢失了。

但是当他们人为的提升了RBM3蛋白的水平后,发现这能保护老年痴呆症和朊病毒感染小鼠,防止突触和脑细胞减少,以及记忆丧失的症状,并延长其寿命。

由此研究人员认为,RBM3(也许包括其他冷休克蛋白)都可以影响神经退行性疾病进程中神经元再生突触的能力,这是治疗这种疾病的一个关键所在。因此这一方法也许能作为药物靶标,无需实际冷却就保护大脑细胞。

领导这一研究的Giovanna Mallucci教授表示,“我们发现有时寒冷能减慢,甚至阻止大脑细胞受到损伤,但是降低身体温度在实际临床中并不可行,这会令患者不舒服,而且还会引发肺炎和血凝块产生的风险。而通过激活这个可以防止脑细胞丢失的方法,我们也想可以开发出模拟这种保护作用的药物。”

原文检索:

Diego Peretti, Amandine Bastide, Helois Radford, Nicholas Verity, Colin Molloy, Maria Guerra Martin, Julie A. Moreno, Joern R. Steinert, Tim Smith, David Dinsdale, Anne E. Willis& Giovanna R. Mallucci. RBM3 mediates structural plasticity and protective effects of cooling in neurodegeneration. Nature, 14 January 2015; doi:10.1038/nature14142

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