زمان مطالعه: 3دقیقهآکسونهای آسیب‌دیده نماتد C. elegans و دیگر گونه‌های بی‌مهرگان می‌توانند دوباره به بخش‌های جدا شده‌شان بپیوندند و از انحطاط جلوگیری کرده و دستگاه اصلی آکسون را در فرآیندی به نام همجوشی آکسونی بازیابی کنند. هو و همکارانش شناسایی یک متالوپروتئاز از خانواده ADAM، ADM-4، به عنوان یک جزء کلیدی لازم برای ادامه همجوشی آکسون را کشف کردند. آنها نشان می دهند که ADM-4 توسط لیپید فسفاتیدیل سرین فعال می شود و با تعامل و تثبیت فیوزوژن EFF-1 برای ادغام غشاء عمل می کند. این یافته ها امکان کنترل مولکولی بهتر همجوشی آکسونی را که می تواند در ترمیم عصب در پستانداران مورد استفاده قرار گیرد، باز می کند.
محققان دانشگاه کوئینزلند یک مولکول ضروری برای تنظیم ترمیم اعصاب آسیب دیده را شناسایی کرده اند که می تواند به افراد کمک کند تا از آسیب عصبی رهایی یابند.
این یافته با استفاده از کرم نماتد C. elegans به دست آمد که مدتهاست توسط محققان به دلیل توانایی خود در ترمیم سلول های عصبی مورد مطالعه قرار گرفته است.
پروفسور ماسیمو هیلیارد و تیمش در موسسه مغز کوئینزلند (QBI) دریافتند که آنزیم ADM-4 یک پروتئین ضروری تنظیم کننده چسب مولکولی یا فیوزوژن است که برای ترمیم اعصاب لازم است.
پروفسور هیلیارد گفت:
“ما نشان داده ایم که حیوانات فاقد ADM-4 نمی توانند اعصاب خود را با همجوشی ترمیم کنند.” ADM-4 باید در نورون آسیب دیده عمل کند تا فیوزوژن EFF-1 را تثبیت کند و اجازه دهد غشاهای اعصاب جدا شده با هم ادغام شوند.
بخش هیجان‌انگیز این کشف این است که ADM-4 شبیه ژن پستانداران است و این احتمال را ایجاد می‌کند که روزی ممکن است این فرآیند را در انسان نیز اعمال کنیم.
دکتر ژو یان هو، نویسنده اول مطالعه، گفت که نماتد بستر بسیار خوبی برای این مطالعات فراهم کرده است.
سه آکسون از نماتد C. elegans با همجوشی ترمیم شدند. آکسون‌های آسیب‌دیده در C. elegans و دیگر گونه‌های بی‌مهرگان می‌توانند دوباره به بخش‌های جداشده‌شان بپیوندند و از انحطاط جلوگیری کرده و مجرای آکسونی اصلی را در فرآیندی به نام همجوشی آکسونی بازیابی کنند. هو و همکاران شناسایی یک متالوپروتئاز از خانواده ADAM، ADM-4، به عنوان یک جزء کلیدی لازم برای ادامه همجوشی آکسون. آنها نشان می دهند که ADM-4 توسط لیپید فسفاتیدیل سرین فعال می شود و با تعامل و تثبیت فیوزوژن EFF-1 برای ادغام غشاء عمل می کند. این یافته ها امکان کنترل مولکولی بهتر همجوشی آکسونی را که می تواند در ترمیم عصب در پستانداران مورد استفاده قرار گیرد، باز می کند.
دکتر هو گفت:
هدف ما کشف مولکول ها و درک نقش آنها در ترمیم اعصاب در C. elegans است. اگر بتوانیم نحوه کنترل این فرآیند را درک کنیم، می‌توانیم این دانش را در سایر مدل‌های حیوانی به کار ببریم. امید این است که روزی ما بتوانیم همان فرآیند مکانیکی را در افرادی که آسیب عصبی داشته اند ایجاد کنیم. ما هنوز با این هدف فاصله داریم، اما کشف نقش ADM-4 گام مهمی رو به جلو است.
سلول های عصبی با استفاده از ساختارهای کابل مانند طولانی به نام آکسون ارتباط برقرار می کنند.
از آنجایی که آنها بلند و نازک هستند، بسیار مستعد شکستن هستند، که ارتباط سلول های عصبی را متوقف می کند و منجر به مسائلی مانند فلج می شود.
چند سال پیش، پروفسور هیلیارد و تیمش دریافتند که سی. الگانس می تواند به طور خود به خود دو قطعه آکسون جدا شده را دوباره به هم بپیوندد، فرآیندی به نام همجوشی آکسونی.
ویکتور آنگونو، دانشیار QBI به تیم کمک کرد تا مکانیسم‌های مولکولی این فرآیند را تعریف کنند.
پروفسور A/Anggono گفت:
“استفاده از جراحی مغز و اعصاب برای بخیه زدن اعصاب آسیب دیده موفقیت محدودی دارد.”
یک رویکرد متفاوت با استفاده از فناوری ژن برای تهیه مستقیم چسب مولکولی، یا فعال کردن تنظیم کننده فیوزوژن ADM-4، یا استفاده از فارماکولوژی برای فعال کردن این اجزا، ممکن است بازسازی کامل را تسهیل کند.
آخرین تحقیق در Science Advances منتشر شده است.
مرجع: “متالوپروتئاز ADM-4/ADAM17 ترمیم آکسون را ترویج می کند” 16 مارس 2022، Science Advances DOI: 10.1126/sciadv.abm2882
