Forscher finden die Ursache und die Heilung von Hirn-Trauma verbunden mit gut Zustand
Mit einem Maus-Modell der nekrotisierenden Enterokolitis (NEC)—eine potenziell tödliche Erkrankung, die bewirkt, dass eine vorzeitige Säugling ist gut, um plötzlich sterben—Forscher an der Johns Hopkins sagen, dass Sie aufgedeckt zu haben, die molekularen Ursachen der Erkrankung und Ihre damit verbundenen Verletzung des Gehirns. Die Entdeckung konnte das team zu kombinieren Bemühungen mit Kollegen studieren Entzündung des Gehirns und der Identifizierung potentieller Medikamente, die die reverse brain injury in mice.
Details über die Studie und die Ergebnisse erscheinen diese Woche im Science Translational Medicine.
„Bis vor kurzem gab es kein klares Verständnis, was bewirkt, dass NEC, und der einzige Ansatz, in schweren Fällen wurde operativ entfernen die abgestorbenen Darm vom Kind“, sagt David Hackam, M. D., Ph. D., Garrett, Professor und Leiter der Pädiatrischen Chirurgie, professor der Chirurgie, der Pädiatrie und Zell-Biologie an der Johns Hopkins University School of Medicine. „Allerdings, NEC überlebenden anhaltende Probleme, einschließlich signifikante kognitive Beeinträchtigung.“
Während die genauen Ursachen der NEC bei Neugeborenen, die unklar waren, die Krankheit bekannt ist, auftreten bei Frühgeborenen, die gefüttert Formel und leiden anderer Stressoren, wie bakterielle Infektionen. So entwickelte das team ein Maus-Modell der NEC durch die Trennung der Neugeborenen Mäuse von Ihren Müttern und füttern Formel, indem diese eine niedrige Sauerstoff-Kammer, die zweimal täglich für vier Tage als stressor und sicherstellen, dass Sie hatten ähnliche Darmbakterien durch die Fütterung Stuhl von einem Kind entwickelt hatte, schwere NEC. Nach Hackam, nicht nur, dass diese Mäuse entwickeln von NEC, werden Ihre Gehirne zeigten auch die gleichen Verletzungen wie im Menschen gesehen und beeinträchtigt die Funktion des Gehirns bei älteren. Zu diesem Zeitpunkt waren Sie bereit, um herauszufinden, was verursacht wurde NEC-assoziierte Hirn-Verletzungen in diesen Mäusen.
Zunächst wurde untersucht, ob die Immunzellen des Gehirns, sogenannte mikroglia, wurden aktiviert in diesen NEC Mäusen, die bedeuten würde, irgendeine Art von Entzündung. In der Tat, die mikroglia aktiviert wurden. Andere hatten gezeigt, dass ein protein namens TLR4, was bindet Bakterien im Darm, ist auch in der Lage zu aktivieren die mikroglia im Gehirn. Damit Sie gentechnisch veränderte Mäuse, die nicht zu enthalten TLR4 auf die mikroglia und gab diese Mäuse NEC. Die Forscher fanden heraus, dass diese Mäuse nicht entwickeln NEC-assoziierte Hirn-Verletzungen, was darauf hindeutet, dass TLR4 ist die Ursache der Verletzung.
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Das team dann versucht, zu verstehen, was es ist über das gut der Bedingung, dass führt zu Gehirn-Verletzung. Ihre vorhergehende Forschung hatte gezeigt, dass TLR4-protein wurde auch in den Darm. Nach Hackam, TLR4 ist in der Entwicklung von fetalen Darm auf hohem Niveau. Diese Ebenen fallen in full-term infants nach Lieferung. Säuglinge zu früh geboren, aber die Aufrechterhaltung einer hohen TLR4 in Ihren Darm. TLR4 in NEC Eingeweide verursachen Zellen zu release ein weiteres protein HMGB1. Das team entwickelt Mäusen zu fehlen HMGB1 und Gaben Sie dann NEC. Diese Mäuse zeigten weniger microglial Aktivierung im Gehirn als nonengineered Mäuse mit NEC, was bedeutet, dass, in der Tat, die HMGB1, erzeugt durch TLR4 in einem entzündeten Darm ist die Ursache von NEC-assoziierte Hirn-Verletzungen.
Die Arbeit entstand durch einen Zufall Gespräch. „Eines der coolen Dinge über Johns Hopkins ist, dass es ist voll von intelligenten Menschen zu studieren, alle möglichen Dinge. Einer der ersten Menschen, die ich traf, als ich hierher kam im Jahr 2014 war Sujatha Kannan, wer war das Studium-Hirn-Verletzungen bei Kaninchen und hatte vor kurzem gezeigt, dass eine anti-entzündliche, angewendet auf das Gehirn von Kaninchen konnte verhindern, dass Zerebralparese“, sagt Hackam. So, Hackam und Kannan zusammengetan, um zu sehen, ob das funktionieren würde in der NEC-Mäuse. Sie gefüttert Nanopartikel enthält Antioxidantien und markiert mit einem fluoreszierenden Molekül Mäusen mit NEC und untersucht Maus-Gehirne, um zu sehen, wo die leuchtenden Moleküle angesammelt.
Sicher genug, die Gehirne glühten in dem gleichen Hirn-Regionen, in denen aktivierte mikroglia gefunden. Darüber hinaus werden diese Gehirne enthalten weniger aktivierten mikrogliazellen, was darauf hindeutet, dass die Nanopartikel-Medikamenten könnte schützen das Gehirn von NEC-assoziierte Hirn-Verletzungen.
„Wir hatten wirklich, unser denken zu ändern von NEC wird nicht nur eine gut Voraussetzung, um wirklich ein gut-brain-Zustand“, sagt Hackam. „Während dieser Zustand manifestiert sich sofort im Darm, neonatologists der Schwerpunkt sollte auch auf einem Gehirn-Schutz-Strategie, die könnte auch eine Operation früher, Darm Ruhe und Antibiotika.