蠕虫基因筛选发现与神经再生的联系

在寻找被称为轴突的神经纤维再生关键基因的过程中，加州大学圣地亚哥分校的生物学家惊讶地发现，一种新的基因通路的发现给外伤——从中风到脊髓损伤——的受害者带来了希望。

Kyung Won Kim、加州大学圣地亚哥分校生物科学助理项目科学家伊势金教授及其同事对秀丽隐杆线虫中的蛔虫进行了大规模基因筛查，试图最终了解可能限制人类神经再生的基因影响。出乎意料的是，研究人员发现，长期以来被认为与PIWI相互作用的小RNA(piRNA)途径被限制在生殖系中发挥作用——在神经元损伤和再生中发挥积极作用。

该发现于2018年1月25日在线发表在《神经元》杂志上。

“这很令人惊讶，”加州大学圣地亚哥分校医学院生物科学系神经生物学系主任、细胞和分子医学系成员金说。“piRNA不在我们的任何地方，但现在我们确信它是神经元中一种新的功能方式，通过一些工作，它可以提供治疗靶点，帮助神经元更好地抵抗损伤。”

轴突是神经细胞的长线性延伸，可以将电信号和化学信号从一个细胞传递到另一个细胞。金的研究重点是寻找新的靶点来帮助轴突再生，特别是从被认为是不可逆的损伤中，如车祸，运动损伤，脊髓损伤和中风。

尽管这些损伤中有许多无法治愈，但如果受损的神经元不死亡，“就有希望找到一种方法让它们变得更强大，并帮助它们再生，”金说。

根据金真的说法，piRNA在历史上被认为是生殖细胞对转座因子的防御机制，在神经系统中没有作用。经过基因筛选和鉴定后，研究人员继续研究piRNA在轴突损伤中的作用。使用飞秒激光仪器进行实验，该仪器发射超快脉冲，可以精确切割轴突。当金第一次提出她的数据表明piRNA限制轴突生长时，她说结果似乎不太可能。最终的结果被证明是无可辩驳的，特别是当研究人员消除了一组piRNA产生所必需的基因后，发现受损的蛔虫轴突恢复得更好。

“对我们来说，这一发现完全出乎意料，”金说。“我们现在正在研究调节抑制轴突再生途径的详细机制，包括明确识别哪些piRNA元件以及它们如何在轴突再生中发挥作用。”

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