揭秘创伤性脑损伤背后的神经损伤机制
近期，加州大学南加州分校（USC）凯克医学院的科学家领导的团队取得了一项重要突破：他们开发了一个实验室培育的人类大脑器官模型，从而揭示了创伤性脑损伤（TBI）引起神经细胞损伤的新机制，以及潜在的治疗方法。
研究发现，机械损伤的器官模型表现出与TBI患者观察到的一些相同特征，包括神经细胞死亡和tau蛋白的病理性变化，以及一种名为TDP-43的蛋白的功能障碍。研究表明，这种蛋白似乎在损伤后立即驱动神经损伤。
进一步的实验显示，阻断细胞表面通道蛋白KCNJ2可以纠正异常的TDP-43并减轻小鼠和人类细胞的神经死亡。该团队指出，这些发现表明KCNJ2抑制可能代表一种治疗和预防TBI的方法。
研究人员指出，创伤性脑损伤是神经退行性疾病的主要环境风险因素。然而，临床医生在治疗TBI患者时往往收效甚微。研究团队利用患者来源的干细胞培育了脑器官模型，并通过超声脉冲模拟了严重的创伤性脑损伤。
之前的研究表明，蛋白tau可能是神经损伤的主要原因，但该团队的研究发现了一个不同的罪魁祸首。他们的实验显示，TDP-43在受损器官模型中会出现异常，并导致神经细胞死亡。研究还发现，脑皮层深处的神经元特别容易受到损伤，而基因也会影响疾病的进展。
科学家们发现，在ALS或额颞叶痴呆症患者的器官模型中，TDP-43的病理性变化更为普遍，使其神经细胞在损伤后更容易发生功能障碍和死亡。这表明，TBI可能会增加患有遗传易感性疾病的患者患病风险。研究结果可能有助于解释为什么一些个体在创伤后更容易患上这些疾病。
为了识别机械损伤后神经细胞存活的潜在遗传修饰因子，研究人员进行了基因组范围的CRISPR干扰筛选。最终，他们发现了KCNJ2这个基因，该基因编码细胞表面的一个机械感受性钾离子通道蛋白，对神经细胞的存活起到了关键作用。
综合来看，这项研究为我们提供了一个探索和验证机械损伤修饰因子的人类器官模型，有望为TBI的急性和慢性影响的疾病机制和治疗提供新思路。该研究还可能帮助人们了解自己的遗传风险，并指导安全措施的制定。TDP-43也可能作为一种生物标志物，用于检测创伤性脑损伤并监测损伤程度。
这项研究的结果表明，修复TDP-43并防止其在损伤后的错误定位可能是预防创伤性脑损伤毁灭性影响的一种更有效的方法。
编辑：王洪
排版：李丽
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