植物用來對抗真菌的分子也能修復軸突：或可用於治療中樞神經系統損傷

研究人員發現某天然分子可以用來修復軸突。

來源 McGill Newsroom

翻譯 吳媛媛

審校 陳月欣

圖片：用殼梭孢菌素進行治療後，受損軸突向損傷中心延展再生。軸突被染成綠色，正在生長的軸突頂端為生長圓錐（growth cone），被染成紅色。

研究人員發現某天然分子可以用來修復軸突——一種在細胞間傳導電信號的絲狀突起。軸突損傷是因脊髓外傷和中風等致殘的罪魁禍首。

Andrew Kaplan 是蒙特利爾神經科學研究所和麥吉爾大學醫院的在讀博士生，他正在尋找軸突再生的藥理學方法，研究重點是14-3-3，一類具有神經保護功能的蛋白家族。該研究的通訊作者，神經學和神經外科學教授 Alyson Fournier 博士長期以來一直將這種蛋白作為研究對象。

在為課題進行調查時，他發現有研究報道過植物如何應對一類特殊的真菌感染。當植物接觸到殼梭孢菌素A（fusicoccin-A）時，即某類真菌特異釋放的一種小分子，植物的葉片會枯萎而根會變長。殼梭孢菌素A會通過穩定14-3-3蛋白與其他蛋白間的相互作用來影響14-3-3蛋白的活性。

「14-3-3蛋白是這兩項研究中的共同點，但是在植物和動物中，其他參與的蛋白和隨之產生的生物活性是不同的，」Kaplan說道。但儘管如此，殼梭孢菌素A在動物體內仍然可能起到穩定14-3-3蛋白相互作用的效果。

Kaplan 大膽推測，殼梭孢菌素A可能是利用14-3-3蛋白來修復軸突的有效途徑。為了檢驗這一理論，他和同事們嘗試用該分子培養受到機械損傷的神經元並觀察了結果。

「當我第二天在顯微鏡里看到軸突像野草一樣瘋長時，我們便斷定，殼梭孢菌素A確實能夠促進受損神經系統中的軸突修復，」Kaplan 如是說。

除了大腦和脊髓損傷，軸突損傷也是許多其他如多發性硬化症和神經退行性疾病等病症中的重要一環。該團隊的發現意味著，殼梭孢菌素A和其他類似的分子可能成為開發治療軸突損傷藥物的起點。Kaplan 認為未來的工作重心是進一步理解殼梭孢菌素A促進軸突修復的作用機制。

具體說來，一種名為 GCN1 的蛋白可能是其中的關鍵。該團隊發現，14-3-3和 GCN1 蛋白的物理結合是殼梭孢菌素A誘導軸突生長的重要因素。在今後的研究中，科學家們可以檢測GCN1蛋白在神經系統中的功能，並測試與14-3-3蛋白的結合是否能成為更加個體化的藥物靶點。

「我們已經確定了一種利用一類小分子家族來促進軸突再生的新策略，，它們或許將成為未來藥物開發極好的候選者，」Fournier 說道。「這是一個令人振奮的進展，畢竟人們一直以來都在努力尋找刺激軸突修復的藥物靶點和治療方法。」

他們的論文於2017年3月8號發表在Neuron期刊，由加拿大健康研究所資助。

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