Forskare vid Cedars-Sinai Medical Center rapporterar att en undergrupp av astrocytceller belägna långt från en ryggmärgsskada kan driva reparation hos möss genom att frisätta proteinet CCN1, som förändrar mikroglias metabolism för att förbättra bortrensningen av lipidrika nervrester. Arbetet, publicerat i Nature, fann även bevis för en liknande CCN1-kopplad respons i mänsklig ryggmärgväv från personer med multipel skleros.
Neurovetaren Joshua Burda och hans kollegor vid Cedars-Sinai undersökte hur ryggmärgen svarar på traumatiska skador hos möss, med fokus på hur skadan utlöser inflammation och påverkar vävnadsreparation. Ryggmärgen är en lång bunt av nervvävnad som sträcker sig från hjärnan ner längs ryggen. Den innehåller en inre grå substansregion med nervcellskroppar och stödceller kallade astrocytceller, samt en yttre vit substansregion som huvudsakligen består av långa nervfibrer och astrocytceller. När ryggmärgen skadas kan nervfibrer slitas av, vilket kan orsaka förlamning och störa sensationer som beröring och temperatur. De skadade fibrerna bryts ner till skräp, och eftersom nervfibrer sträcker sig över långa avstånd kan inflammation och degeneration sprida sig bortom den ursprungliga skadeplatsen. I musexperiment identifierade teamet astrocytceller belägna långt från skadan som blir reaktiva efter skadan. Forskare kallade dessa celler ”lesionsfjärran astrocytceller” (LRAs) och rapporterade att LRAs inkluderar flera undergrupper. En LRA-undergupp, fann studien, producerar det sekretoriska proteinet CCN1 (även känt som CYR61). Burda sade att CCN1 hjälper till att signalera till mikroglia – immun细胞 i centrala nervsystemet – att hantera det lipidrika skräpet som produceras när nervfibrer och myelin bryts ner. ”En funktion hos mikroglia är att fungera som huvudavfallsinsamlare i centrala nervsystemet”, sade Burda. ”Efter vävnadsskada äter de upp bitar av nervfibrer-skräp – som är mycket feta och kan ge dem en sorts matsmältningsbesvär. Våra experiment visade att astrocyt-CCN1 signalerar till mikroglia att ändra sin metabolism så att de bättre kan smälta all den fetten.” Nature-artikeln rapporterar att när astrocyt-deriverad CCN1 togs bort i musmodellerna försämrades skräprensningen och mikroglia visade onormal aktivering och störd lipidhantering, med ökad klustring av skräpbelastade mikroglia och minskade mått på reparation och neurologisk återhämtning. Forskare undersökte även mänsklig ryggmärgväv från personer med multipel skleros och rapporterade bevis som stämmer med en CCN1-associerad astrocytrespons i områden med myelinskada, vilket tyder på att relaterade reparationsprogram också kan aktiveras vid demyeliniserande sjukdomar. ”Astrocytcellernas roll i centrala nervsystemets läkning är anmärkningsvärt outforskad”, sade David Underhill, ordförande för Cedars-Sinais avdelning för biomedicinska vetenskaper. ”Detta arbete tyder starkt på att lesionsfjärrana astrocytceller erbjuder en genomförbar väg för att begränsa kronisk inflammation, förbättra funktionellt meningsfull regeneration och främja neurologisk återhämtning efter hjärn- och ryggmärgsskador samt vid sjukdom.” Burdas grupp sade att de nu arbetar med strategier för att utnyttja CCN1-vägen för att förbättra ryggmärgsåterhämtning, samtidigt som de undersöker om liknande mekanismer kan vara relevanta för andra skador och störningar i centrala nervsystemet. Forskningen stöddes av bidrag från USA:s National Institutes of Health och andra finansiärer, inklusive Paralyzed Veterans Research Foundation of America och Wings for Life.
