同济医院王伟团队获得国务院授予的国家自然科学奖

资料来源:本站发布者:宣传部时间:2018/01/08浏览量:

同济医院王伟团队获得国务院授予的国家自然科学奖

三大发现为预防卒中后认知功能障碍提供了治疗靶向


今天,在北京人民大会堂,2017年国家科学技术奖揭晓。华中科技大学同济医学院附属同济医院王伟团队获得2017年国务院授予的国家自然科学奖二等奖,这项《神经胶质细胞在缺血脑保护中的机制研究》揭示脑卒中的发病机制,围绕着我国高发病率、高致残率的疾病开展攻关,研究取得三项重大发现,为我国脑卒中疾病提出新的诊治对策。

该研究围绕脑缺血后胶质细胞-神经元信号失衡、结构功能改变以及相关调控机制,发现了人脑的星形胶质细胞之间存在电偶联特性。为确立神经胶质细胞在调控学习记忆等大脑高级功能中扮演的重要角色提供了确切证据,并且为预防卒中后认知功能障碍提供了治疗靶向。

脑卒中发病率高,死亡率在我国也是居各类疾病之首,每年有150-200万新发脑卒中病人,脑梗死约占70-80%。严重影响人们身心健康。揭示脑卒中发病机制,提出新的诊治对策是我国的迫切需求。

长期以来,关于脑缺血性神经损伤和修复的研究一直集中于大脑的神经元,虽研究取得一定进展,但脑的损伤和保护机制不明,仍未研发出有效脑保护治疗手段。

“这就迫切需要我们从新的角度深入探索脑损伤保护和修复机制,寻找到在脑缺血状态下,大脑内神经元、胶质细胞二者是如何相互作用、功能整合,进而寻找脑缺血重大疾病防治的新的干预靶点。”同济医院神经内科教授王伟说。

大脑细胞主要是由神经元和胶质细胞组成。100多年来,人们一直以为,占10%的神经元是大脑高级功能的主体脑细胞,处理信息、学习记忆、思维决策;而占90%的胶质细胞仅仅是对神经元起支持、营养、保护、清除等作用的“配角”脑细胞。但随着实验研究的深入,对胶质细胞的主要亚细胞群――星形胶质细胞的功能也有了新的认识。

“星形胶质细胞可以通过溶酶体囊泡途径释放ATP,调节神经元活动。”同济医院神经内科教授王伟所带领的科研团队在活体动物实验中第一次动态地观察并发现,“神经胶质细胞直接通过释放谷氨酸等神经递质调控神经元信号传导,主控学习记忆过程。”这一研究结果改变了星形胶质细胞“配角”的传统认识。

此研究内容引起了广泛的国际关注,《nature》、《Science》等150多家科学刊物和媒体予以了报道和评述。Nature杂志网站指出“该研究阐明了短期记忆障碍的基本机制,在神经认知行为和胶质细胞功能之间建立了令人鼓舞的因果联系”。

进一步的实验研究,团队有了第二个重大发现“脑缺血等病理损伤状态下胶质细胞过度活化增殖可以破坏神经元生存的微环境,调控细胞周期可以达到抑制胶质疤痕形成和神经元凋亡的双重目的,提出细胞周期调控是未来神经保护的重要靶向理论。为临床中枢神经系统损伤的治疗提供新的思路和理论基础”王伟说,胶质细胞与神经元细胞具有各自的细胞周期,在脑缺血损伤或受到刺激后,星形胶质细胞周期会被激活,并过度增殖而形成胶质疤痕,而神经元细胞周期受阻滞,甚至走下凋亡或坏死。通过细胞周期调控能有效抑制缺血后星形胶质细胞异常活动的同时,还减少炎性因子的释放和减轻组织消肿的形成,减轻了神经元的凋亡,有效改善微环境,最终利于神经功能恢复。

寻找调控星形胶质细胞和神经元细胞周期、改善神经细胞功能及神经修复微环境的突破口,为缺血性脑梗死的治疗开辟一条新的途径,为开发脑缺血的新的治疗方法提供依据。从临床发现到基础研究,再回到临床“靶向治疗”,这需要“转化”医学,让医学成果最终受益于百姓。调控细胞周期理论的提出,也为心脑血管闭塞介入治疗后血管再狭窄和脊髓损伤后神经功能恢复打开了新思路:靶向性对平滑肌细胞的细胞周期调控,明显降低介入治疗后血管再狭窄发生率;小剂量放射治疗,抑制胶质细胞细胞周期,减轻了脊髓损伤后胶质瘢痕的形成,改善神经元再生微环境,促进了神经功能恢复。

王伟说,临床中我们还发现,缺血性脑卒中大多是由于大脑中动脉阻塞引起的,并伴有认知功能障碍。但大脑中动脉并不支配认知海马血液供应,按常理海马不会因缺血而有损伤。但1000例的影像学证据以及患者临床表现均显示大脑中动脉闭塞患者存在明显海马损伤。于是团队进一步动物模型探讨海马损伤机制,有了第三个重大发现,“脑卒中后胶质细胞缝隙连接蛋白通讯介导的谷氨酸传播是导致远隔海马神经元损伤和患者认知功能障碍的重要原因。”提示星形胶质细胞缝隙蛋白通讯介导通路是未来脑卒中治疗的潜在靶点。

大脑是生物体最重要、最精致、也是最脆弱的结构,极易受到损害。中枢神经系统损伤也是包括脑中风等脑疾病的基本病理变化。因此,研究脑损伤修复机制,寻求有效的神经保护和功能重建的途径,具有国家重大需求的意义。10多年来,王伟团队紧紧围绕着神经胶质细胞在脑缺血等病理状况下生物物理特征、功能以及与神经元的相互作用有了重要原创性的科学发现,对脑卒中疾病的研究提供了新境界和认识,同时进一步理解和深化了脑缺血等神经损伤的病理机制,为未来开发新的脑缺血防治手段提供了实验理论依据。





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