本文由
生物360（微信号：bio360）
特约授权中国眼科网信息平台发
布
作者：MEI
导语
二十多年来，研究人员试图使用
不同的生长因子和克服自然生长
抑制的药剂来再生损伤的视神经
。 但是，最多只有约 1％ 的受
损神经纤维再生并重新连接到大
脑; 大多数细胞最终死亡。近日
，波士顿儿童医院的研究人员表
明，一种全新的方法 - 螯合锌，
由于损伤释放-使细胞活得更长
，并可能导致在小鼠模型中大量
的神经元轴突再生。
如果证明其在人类中的效果一样
好，这种治疗可以使视神经损伤
患者大大受益。包括青光眼，和
中枢神经系统内可能的其他类型
的神经纤维（轴突）的损伤，如
脊髓损伤。锌螯合剂早就存在，
并且可能被系统地或通过注射进
入眼睛，研究人员说。他们的研
究结果发表在 1 月 2 日《美国
国家科学院院刊》上。
视神经，它携带从眼睛到大脑的
视觉信息，是由轴突从已知为视
网膜神经元投射的最多节细胞 。
通常，当视神经损伤时，这些细
胞就会死亡，但细胞是怎么被杀
死的还不为人所知。
波士顿儿童医院 FM Kirby 神经
生物学中心神经外科系的
Larry Benowitz 博士说，“至少
有 200 项研究，包括在这里进
行的一些研究都在试图了解这些
细胞死亡的原因。即使细胞存活
下来，它们通常也不能重新生长
连接到大脑。”
共同作者Paul Rosenberg 博士
一直在研究锌在视神经细胞死亡
中的作用。他建议研究视网膜中
的锌，视网膜负责眼部的视觉信
号接收，处理并发送到大脑。他
的实验室和贝诺维茨实验室于
2010 年开始合作。
1锌飙升
锌在许多细胞功能中是必需的。
在许多神经元中，锌被包装在小
囊泡的突触中，以及这些细胞用
于与其他细胞通信的神经递质。
锌释放通常严格控制，因为高水
平对细胞有毒。
在小鼠实验中，研究人员在视神
经损伤后看到锌的水平急剧升高
- 令人惊讶地是，锌水平的升高
不是发生在损伤的视网膜神经节
细胞本身，而是在与它们通信的
细胞中，该细胞是一种中间神经
元，称为无长突细胞。锌的这种
飙升发生在损伤后一小时内。两
三天后，锌转移到视网膜神经节
细胞 - 然后才开始死亡。
2促进生存和再生
尽管锌在先前的研究中已经与细
胞死亡相关联，但这项研究首次
证明了靶向锌可以保护眼中受损
的神经元并帮助通过视神经再生
轴突，并且首次显示了在活的动
物模型中靶向锌的有效性。
“当我们使用锌螯合剂时，我们
使约40％的受伤细胞能够存活数
月，并有可能无限期存活，”
Benowitz 说。“生长因子和生
存因子只有短暂的作用，它们不
会真正阻止细胞死亡过程，如果
以正确的剂量连续给予锌螯合剂
，可能会有一半以上的视网膜神
经节细胞存活。”
研究人员还看到神经元中轴突的
大量再生。数百个轴突延伸远远
超过神经损伤的部位，相比之下
，未处理的只有一个轴突。当螯
合剂与缺失 pten 基因结合以降
低天然生长抑制时，再生得到进
一步增强。
对于这些研究，作者使用多种试
剂来可视化视网膜细胞内游离锌
的增加，并螯合锌，包括一些
Stephen Lippard 博士新开发的
药物，Stephen Lippard 博士是
麻省理工学院化学系的博士，也
是该研究的合作者。
除了螯合，Benowitz，
Rosenberg 和 Li 测试了防止锌
从产生到进入视网膜神经节细胞
的其他几个遗传学和药理学方法
。这些方法也可以增加细胞存活
。“你所要做的就是阻止锌从产
生跨越突触进入神经节细胞的途
径 ，”Li 说。
3治疗的可能性
研究人员指出，锌飙升后进入视
网膜神经节细胞需要一段时间，
这意味着即使损伤后没有立即送
达，螯合剂也会生效。他们观察
到强大的细胞存活和轴突再生 ，
即使治疗迟了五天。
“虽然先前多个研究团队已经找
到了诱导再生的方法，但通常这
涉及在损伤之前或之后改变基因
表达，”Rosenberg 说。“了解
锌是神经再生的阻碍，使我们能
够设计出可以在受伤后使用的方
法。”
他们希望获得进一步的资助，以
开发一种缓慢释放的制剂，在一
段时间内螯合锌，可能允许患者
在眼睛中只接受单次注射。
Benowitz，Rosenberg 和 Li 也
有兴趣探索锌如何引起细胞死亡
和阻断再生。
“下一步是找到这些机制，”
Rosenberg 说。 “我们认为更
多的新治疗方法可能会源于这些
研究。”
4锌：新的钙？
这项研究首次证明了锌在视神经
损伤中的作用，但是锌也被显示
在中风损伤中起作用，并且已经
涉及阿尔茨海默病和肌萎缩性侧
索硬化。事实上，脑的其余部分
的神经元中的锌的水平比在正常
视网膜中发现的更高。
Rosenberg 说：“关于锌在健康
神经系统中的作用或其在脑损伤
中的作用知之甚少，通过全球研
究团队的工作，我们已经开始意
识到其意义。每个人都认为钙作
为在健康和疾病的主要调节的，
我们认为锌将会在21世纪共同
承担这个这个角色。”
参考文献：Mobile zinc
increases rapidly in the retina
after optic nerve injury and
regulates ganglion cell survival
and optic nerve regeneration,
PNAS,
www.pnas.org/cgi/doi/10.1073/pnas.1616811114
更多新闻请点击：
