在與中風(fēng)造成的腦損傷作斗爭(zhēng)的過程中，研究人員發(fā)現(xiàn)了一個(gè)看似不可能的靈感來源——冬眠的地棲松鼠。
雖然動(dòng)物的大腦在冬眠過程中經(jīng)歷了顯著的血流減緩，就像某些中風(fēng)后的人類病人一樣，大腦細(xì)胞中氧氣和血糖等生存所需要的營養(yǎng)會(huì)減少。但地棲松鼠從它們的冬眠中蘇醒后，沒有受到任何不良影響。
發(fā)現(xiàn)松鼠安全冬眠的秘密
美國NIH的國立神經(jīng)疾病和中風(fēng)研究所（NINDS）的項(xiàng)目主任Francesca Bosetti博士說：“幾十年來，科學(xué)家一直在尋找一種有效的中風(fēng)后大腦保護(hù)療法，但毫無效果。如果在以后的實(shí)驗(yàn)中該化合物能夠成功地減少腦組織的死亡，和進(jìn)一步提高大腦的恢復(fù)能力，則可能成為缺血性腦卒中后保護(hù)腦細(xì)胞的新方法?！?/p>
最近，在NINDS 的John Hallenbeck博士帶領(lǐng)下的研究團(tuán)隊(duì)，從某種冬眠的地棲松鼠中發(fā)現(xiàn)一個(gè)稱為SUMO化的細(xì)胞過程。Hallenbeck博士猜測(cè)這就是造成動(dòng)物在大腦血流量減少的冬眠中存活下來的機(jī)制，隨后細(xì)胞和小鼠的實(shí)驗(yàn)證實(shí)了他的猜測(cè)。
研究的第一作者Joshua Bernstock說：“如果我們能了解冬眠中用來保護(hù)大腦的過程，我們就可以幫助人們?cè)谥酗L(fēng)后恢復(fù)。”
篩選中風(fēng)后保護(hù)大腦的化合物
SUMO化發(fā)生在酶催化一種稱為小泛素樣修飾（SUMO）的分子標(biāo)記到蛋白質(zhì)上去的時(shí)候。其他稱為SUMO特異蛋白酶（SENPs）的酶可以分離這些標(biāo)簽，從而降低SUMO化修飾。在目前的研究中，Bernstock和他的同事聯(lián)手在NIH的國家推進(jìn)轉(zhuǎn)化科學(xué)研究中心（NCATS）檢測(cè)了超過4000個(gè)的分子集合，是否可以通過阻斷一種叫做SENP2的SENP而促進(jìn)SUMO化修飾，從而在缺乏維持生命的物質(zhì)時(shí)保護(hù)細(xì)胞。
研究人員首先使用一個(gè)自動(dòng)化的過程，來檢測(cè)化合物是否能阻止SENP2切斷一個(gè)微小的金屬珠和人工SUMO蛋白的連接。這個(gè)系統(tǒng)伴隨著隨著計(jì)算機(jī)建模和細(xì)胞內(nèi)外的進(jìn)一步測(cè)試，幾千個(gè)候選分子下降到八個(gè)。其中的兩個(gè)：依布硒（ebselen）和6-硫鳥嘌呤（6-thioguanine），被發(fā)現(xiàn)能夠在大鼠細(xì)胞中增強(qiáng)SUMO化修飾，并保持它們?cè)谘鯕夂推咸烟侨狈r(shí)能夠存活。
最終的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，和對(duì)照相比依布硒能夠增強(qiáng)健康小鼠大腦中的SUMO化修飾。沒有測(cè)試6-硫鳥嘌呤的原因是因?yàn)樗且粋€(gè)有副作用的化療藥物，不適合作為一個(gè)潛在的卒中治療劑。研究人員現(xiàn)在計(jì)劃測(cè)試依布硒是否可以保護(hù)腦卒中動(dòng)物模型的大腦。
因?yàn)镾UMO化影響各種分子，Bernstock相信他們團(tuán)隊(duì)的做法，可以激發(fā)類似試圖通過靶向各種途徑的治療神經(jīng)系統(tǒng)疾病的想法。他也希望這將促使別人多了解自然模型，比如他和Hallenbeck博士做的地棲松鼠。
參考資料
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