Inovativní model ukazuje, jak se zranění optických traktů mohou uzdravit při axonálním opakování

Výzkumný tým založil inovativní intrakraniální předlivární model zranění optického traktu (OPN) (Pre-OPN OTI), který po poranění centrálního nervového systému po poškození centrálního nervového systému po poškození centrálního nervového systému vrhl světlo. Tým byl veden prof. Liu Kai z divize Life Science a Katedra chemického a biologického inženýrství na Hongkongské univerzitě a technologii (HKKUST).

Dospělý centrální nervový systém savců (CNS) má nízkou kapacitu pro opravu po zranění, především proto, že axony často nedokážou regenerovat a znovu vybudovat funkční spojení s cílovými neurony. Stávající výzkum se zaměřuje hlavně na posílení regenerace axonů, ale existují omezené modely, které mohou dosáhnout funkční připojení Po úplném poranění a mechanismy rekonstrukce funkčního obvodu zůstávají nejasné.

Pro řešení těchto výzev představuje výzkumný tým vedený prof. LIU intrakraniální model OTI ve studii „Funkční optický trakt převinutí podtypem a cílovým specifickým axonální regenerací a zvýšením presynaptické aktivity“ Publikováno v Přírodní komunikace V březnu 2025.

Předběžný model OTI zahrnuje mikrochirurgii pro aplikaci mechanického tlaku mezi laterálním genikulárním jádrem (LGN) a OPN, poškozující axony ganglionové buňky sítnice (RGC).

Tato metoda má oproti tradičním modelům několik výhod: zabraňuje potřebě odstranění kortikálních tkání, což snižuje chirurgickou složitost; Místo poranění je blízko cílového jádra (OPN), což usnadňuje studie cílené axonální regenerace; Používá reflex pupilárního světla (PLR) jako kvantitativní míru funkčního zotavení; a zajišťuje vysokou míru přežití RGC po zranění pro dlouhodobé pozorování; Představuje kompletní axon zranění Model, se všemi obnovenými funkcemi vyplývajícími z regenerovaných axonů.

Tým zjistil, že vyřazení genů PTEN/SOCS3 v RGC a zároveň exprimující CNTF významně zvyšuje axonální regeneraci na OPN a reformaci funkčních synapsí. Klíčové důkazy zahrnují Mikroskopie s super rozlišením ukazující kolokalizaci presynaptických (fagot) a postsynaptických (homer1) markerů; Elektronová mikroskopie potvrzení tvorby synaptických struktur mezi regenerovanými axony a neurony OPN; Trans-synaptické virové trasování a elektrofyziologické záznamy ověření obnovené Synaptický přenos;; a částečné zotavení PLR označující funkční opětovné spojení.

Důležité je, že vnitřně fotocitlivé RGC (IPRGC) byly identifikovány jako klíčové podtyp zprostředkující funkční zotavení, přičemž regenerované axony se znovu připojily k jejich původním cílům.

Pro další zvýšení účinnosti regenerace a funkční regenerace navrhl tým strategii „axonální regenerace a synaptického posílení“ axonální regenerace “. Knockdown genu metabolismu lipidového metabolismu, spolu s knockoutem PTEN/SOCS3 a expresí CNTF, zrychlilo regeneraci axonů a zkrátilo dobu regenerace PLR ​​ze 6 na 3 měsíce.

Kromě toho byla přijata nadměrná exprese melanopsinu za účelem zvýšení fotosenzitivity RGC nebo zvýšení presynaptické aktivity vápníkového kanálu s vápníkem dále optimalizováno přenos synaptického signálu, což výrazně zlepšilo funkční výsledky.

Model pre-OPN OTI je cenným nástrojem pro výzkum opravy CNS, který objasňuje kritickou roli specifických neuronálních podtypů při rekonstrukci funkčního obvodu a ověřuje potenciální použití strategií duálního zásahu. Tato práce prohlubuje naše chápání CNS regenerace Mechanismy a nabízejí nové poznatky o rozvoji přesných terapií zaměřených na nervová poranění a neurodegenerativní onemocnění.