一种促进神经再生的药物作用原理揭秘

与外周神经系统的神经元以及胚胎发育时期的神经元生长不同，成年中枢神经系统（CNS）的轴突在损伤后无法再生，而阻止其再生的分子机制在很大程度上仍不明确。为了研究轴突损伤后的细胞内反应，本研究开发了一种原位冷冻电子断层扫描和冷冻电子显微镜平台，用于模拟轴突损伤，并揭示了药物埃博霉素B诱导丘脑轴突再生的结构机制。研究观察到，经埃博霉素B稳定的微管会延伸至损伤部位之外，通过这种延伸产生膜张力并驱动细胞膜扩张。冷冻电子显微镜以3.19埃的分辨率进一步揭示了微管的原位结构，发现在再生前沿，埃博霉素B会结合于微管晶格中。在轴突修复过程中，微管蛋白簇被运输到再生部位，并整合到正在聚合的微管里。这些新生的微管芽充当了多种囊泡和内质网的“支架”，帮助供应轴突修复所需的物质，直到膜张力恢复正常。此外，研究还发现神经元细胞具有意想不到的能力，能够适应埃博霉素B诱导的应变——这种应变会打破细胞内的稳态平衡，进而激活轴突使其进入再生模式。