Neue Erkenntnisse zeigen, wie der Zuckerstoffwechsel Neuronen vor Degeneration schützt

Im Gegensatz zu den meisten Zellen im menschlichen Körper ersetzen sich Neuronen-die funktionellen Zellen unseres Nervensystem-Cannots, typischerweise durch gesunde Kopien nach der Beschädigung.

Nach einer Verletzung durch einen Schlaganfall, eine Gehirnerschütterung oder eine neurodegenerative Erkrankung, Neuronen und deren Axone, faserähnliche Projektionen, die elektrische Signale weiterleiten, degradieren weitaus häufiger als die Regeneration.

Neue Forschungsergebnisse der University of Michigan eröffnen jedoch neue Wege, um über die Neurodegeneration nachzudenken, die dazu beitragen könnten, die Patienten vor diesem Abbau und dem neurologischen Rückgang der Zukunft zu schützen. Die im Journal veröffentlichte Studie Molekularstoffwechselkönnten uns sogar einen Schritt näher des Verständnisses der seltenen Fälle bringen, in denen Gehirne heilen und neue Wege für die Entwicklung von Behandlungen eröffnen, sagten die Forscher.

Ihre Ergebnisse, die mit einem gut etablierten Fruchtfliegenmodell erstellt wurden, legen nahe, dass, wie widerstandsfähige Neuronen zur Verschlechterung mit dem grundlegenden Prozess des Verfahrens dieser Zellen zu Zucker verbunden sind. Die Arbeit wurde von den National Institutes of Health, der US National Science Foundation, der Rita Allen Foundation und dem Klingenstein Fellowship in den Neurowissenschaften unterstützt.

„Der Stoffwechsel wird bei Hirnverletzungen und Krankheiten wie Alzheimer oft verändert, aber wir wissen nicht, ob dies eine Ursache oder Folge der Krankheit ist“, sagte der leitende Autor Monica DUS, Associate Professor für Molekular-, Zell- und Entwicklungsbiologie.

„Hier haben wir festgestellt, dass das Abschluss des Zuckerstoffwechsels die neuronale Integrität aufbricht, aber wenn die Neuronen bereits verletzt sind, kann die gleiche Manipulation ein Schutzprogramm präventiv aktivieren. Anstatt abzubrechen, halten die Axone länger.“

Der postdoktorale Forschungskollegen TJ Waller, der leitende Wissenschaftler in der Studie, stellte fest, dass zwei bestimmte Proteine an der Ausweitung der Gesundheit von Axonen beteiligt zu sein scheinen. Eine wird als Dual -Leucin -Reißverschlusskinase oder DLK bezeichnet, was neuronale Schäden erfasst und durch einen gestörten Stoffwechsel aktiviert wird. Das andere Protein ist als Sarm1-Short für sterile Alpha- und TIR-Motiv-haltige 1 bekannt.

Was uns überrascht hat, ist, dass sich die neuroprotektive Reaktion abhängig von den internen Bedingungen der Zelle ändert. Stoffwechselsignale formen, ob Neuronen die Linie halten oder sich zu zerbrechen. „

Monica DUS, UM Associate Professor für Molekular-, Zell- und Entwicklungsbiologie

Im Allgemeinen wird DLK in Fällen, in denen Neuronen und Axone sich nicht abbauen, aktiver und die Bewegung von Sarm1 unterdrückt. Aber es gibt Falten. Tatsächlich führt eine längere DLK -Aktivierung im Laufe der Zeit zu einer progressiven Neurodegeneration, wie die Studie zeigte, dass frühere neuroprotektive Wirkungen effektiv umgekehrt wurden.

Insbesondere DLK hat sich als Ziel für die Behandlung und Untersuchung neurodegenerativer Erkrankungen herausgestellt. Die Forscher müssen sich jedoch mit technischen Herausforderungen stellen, um die doppelte und vorteilhafte Funktionalität von DLK zu kontrollieren, sagte Waller.

„Wenn wir das Fortschreiten einer Krankheit verzögern wollen, wollen wir ihren negativen Aspekt hemmen“, sagte Waller. „Wir möchten sicherstellen, dass wir überhaupt nicht den positiveren Aspekt hemmen, der tatsächlich dazu beitragen könnte, die Krankheit auf natürliche Weise zu verlangsamen.“

Die Vermittlung eines Moleküls wie DLKs Doppelfunktionalität zeigt, dass Forscher noch nicht gelöst werden müssen. Aufdeckung der Mechanismen, die zugrunde liegen, wie Modulatoren wie DLK zwischen diesen schützenden und schädlichen Zuständen wechseln, könnten massive Auswirkungen auf die Behandlung von neurodegenerativen Erkrankungen und Hirnverletzungen haben und sich direkt auf die klinischen Populationen auswirken.

DUS und Waller sagten, dass das Verständnis dieses Mechanismus „eine neue Perspektive auf Verletzungen und Krankheiten liefert, die über die ledigliche Schädigung hinausgeht, um sich auf das zu konzentrieren, was das System bereits tut, um ihn zu verstärken.“

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