脊髓性肌萎縮症是一種罕見的遺傳性疾病,影響脊髓中的神經細胞,可能早在嬰兒期就出現癥狀。 該疾病導致肌肉力量進行性喪失。 患者通常早期就出現肌無力,以及運動、呼吸和吞咽困難。 得益於醫學進步,現在已有可延緩疾病進展的治療方法。 然而,運動障礙仍然存在,認知和社交挑戰也日益明顯。
長期以來,脊髓性肌萎縮症僅被視為運動神經元疾病,即直
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接控制肌肉的那些神經細胞失去功能。 然而,近年來研究人員已能夠證明,脊髓中不直接控制肌肉的其他神經細胞也參與該疾病的發展。 基於這些發現,萊比錫大學卡爾·路德維希生理學研究所的研究人員現在進一步研究了神經系統其他區域是否也參與脊髓性肌萎縮症的發展。
在這項新研究中,他們發現小腦也參與該疾病的發展。 "我們的結果清楚表明,小腦不僅受疾病影響,其本身還是癥狀的獨立驅動因素。 這些最新發現因此為患者儘管接受現代治療但仍存在持續性運動障礙以及新出現的社交和認知問題提供了可能的解釋,"該研究負責人、醫學院研究員Christian Simon博士表示。
在研究中,萊比錫研究人員能夠證明脊髓性肌萎縮症中浦肯野細胞——小腦的關鍵神經細胞——受到損傷。 原因是特定信號通路的激活導致細胞死亡和小腦網路嚴重紊亂。 這些後果在小鼠模型中顯現:患有脊髓性肌萎縮症的動物不僅表現出運動障礙,還顯示出交流活動明顯減少,表現為超聲波發聲減少——這是小鼠通常用於交流的高頻聲音。 通過特異性恢復浦肯野細胞中缺失的蛋白質,可以部分改善運動和社交缺陷。
卡爾·路德維希生理學研究所在小腦生理學方面擁有豐富專業知識。 為進行這些研究,研究人員對小鼠小腦切片進行了高解析度成像和膜片鉗記錄。 此外,萊比錫研究人員還使用病毒載體特異性操控小鼠的基因表達。
這項科學研究的一個特殊
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之處在於,四位第一作者中有三位是醫學生,他們作為博士研究的一部分貢獻了這篇論文。 他們部分得到了醫學院博士獎學金的支援。 與哥倫比亞大學、約翰斯·霍普金斯大學和烏爾姆大學的國際合作為該專案提供了關鍵支援。
"我們的研究為未來研究提供了重要基礎,旨在調查更大患者群體中脊髓性肌萎縮症的小腦變化。 作為下一步,我們希望在我們的小鼠模型中測試現有療法,以確定是否能改善小腦變化和該疾病相關的社交癥狀。 "
——萊比錫大學醫學院負責人Christian Simon博士