Hemmung der protein-Phosphorylierung fördert Sehnerv regeneration nach Verletzungen

Eine neue Studie von Professor Toshio Ohshima der Waseda-Universität hat herausgefunden, dass die Hemmung der Phosphorylierung von collapsing response mediator protein 2 (CRMP2), ein Mikrotubuli-bindendes protein, unterdrückt degeneration der Nervenfasern und fördert Ihre regeneration nach optic nerve injury.

Die Ergebnisse dieser Studie, vor kurzem veröffentlicht online in Wissenschaftliche Berichte, könnte in die Entwicklung von neuen Behandlungen für Patienten mit Drusen Neuropathien, wie traumatische Verletzungen und Glaukom.

Wenn diagnostiziert mit Glaukom, blinde Flecken zu entwickeln, in Gesichtsfeld und könnten zur Erblindung führen, da der Sehnerv verschlechtert. Eine solche Verschlechterung und Verlust der Funktion der Nervenfasern, oder axonale degeneration, tritt auch bei traumatischen Nervenschäden und neurologischen Erkrankungen, wie Alzheimer und ALS. Derzeit werden Methoden für die komplette Instandsetzung der Netzhaut, das Rückenmark und anderen teilen des zentralen Nervensystems nach Verletzung oder degeneration nicht vorhanden sind, da das axonale regeneration ist eingeschränkt durch hemmende Faktoren.

In früheren Studien, potenzielle Mechanismen, welche hemmen axonalen regeneration gefunden wurden, und um diese Mechanismen gedacht waren, bringen die Wissenschaftler ein Schritt näher an der Entwicklung neuer Therapien für Schädigungen des zentralen Nervensystems.

Der CRMP2-protein-Molekül-Funktionen zu stabilisieren Mikrotubuli, die strukturelle Unterstützung für das zentrale Nervensystem bei der neuronalen, zellulären Ebene und fördern die Polymerisation durch die Bindung an tubulin-Dimere. Allerdings sind diese Funktionen verhindert, die von verschiedenen Kinasen, die durch Phosphorylierung ein Mechanismus der Regulierung der neuronalen Proteine.

„In unserer früheren Studie, was wir getan haben, war die Entwicklung von CRMP2 knock-in Mäuse und genetisch hemmen seine CRMP2 – Phosphorylierung“, erklärt Professor Ohshima. „Als Ergebnis der CRMP2 -knock-in-Mäusen zeigten die Förderung der axonalen regeneration nach einer Verletzung des Rückenmarks. Wir stellten die Hypothese auf, dass das gleiche Phänomen konnte auch beobachtet werden, nach Sehnervs Verletzung.“

Um zu untersuchen, verglichen die Wissenschaftler die degeneration und regeneration des Sehnervs zwischen Wildtyp-und CRMP2 knock-in-Mäusen nach einer Sehnerv-Verletzungen eingeführt durch einen optic nerve crush, ein Verfahren, bei dem der linke Sehnerv wurde ausgesetzt und zerkleinert für 5 Sekunden mit einer Pinzette an einer Seite etwa 1mm hinter dem Auge der Welt. Sie fanden heraus, dass eine Destabilisierung und Depolymerisation der Mikrotubuli nach einem optic nerve crush-Verletzung war unterdrückt in CRMP2 knock-in Mäuse, und der Verlust von retinalen Ganglienzellen, die projektionsneuronen des Auges, wurde auch reduziert.

Das research-team auch beobachtet, dass die protein-level von GAP43, einem molekularen marker für die axonale regeneration, höher war in den Sehnerven von CRMP2 knock-in Mäusen als die von Wildtyp-Mäusen 4 Wochen nach dem optic nerve crush. Außerdem wird die Anzahl der Axone erhöht, der Sehnerv nach dem optic nerve crush in CRMP2 knock-in-Mäuse.

„Unsere experimentellen Daten zeigen, dass die Hemmung der CRMP2 – Phosphorylierung wird ein neuartiger Ansatz für die Entwicklung von Therapien für menschliche Sehnerv-Verletzungen, aber weitere Studie ist notwendig für die praktische Anwendung“, sagt Professor Ohshima.