生物谷報道:利用頭發(fā)里的蛋白質(zhì)能再生神經(jīng)組織——猛一看讓人覺得有點不可思議,。但是科學(xué)常常就是這樣挑戰(zhàn)我們的神經(jīng),,讓一個個“天方也譚”變成現(xiàn)實。Wake Forest大學(xué)醫(yī)學(xué)院的一項動物研究發(fā)現(xiàn),,一種存在于人類頭發(fā)中的蛋白質(zhì)有潛力促進(jìn)神經(jīng)組織的再生,并且可能為神經(jīng)的斷裂或破碎治療提供一種新的選擇,。研究的結(jié)果發(fā)表在新一期的Biomatarials雜志上,。
研究的負(fù)責(zé)人Mark Van Dyke博士介紹說,他們發(fā)現(xiàn)利用這種蛋白質(zhì)進(jìn)行的神經(jīng)修復(fù)發(fā)生的非常迅速并且很穩(wěn)定,,而功能恢復(fù)水平也很高,。目前,他們已經(jīng)能夠利用角蛋白膠來完成這個過程,。
目前修復(fù)受損神經(jīng)的治療是利用身體其他部分的神經(jīng)來縫合神經(jīng)的顯微手術(shù)方法,。但是這種方法存在很多弊病。因此,,研究人員一直嘗試找到可替代的天然材料,,如膠原質(zhì)引入到手術(shù)用導(dǎo)管中,以促進(jìn)神經(jīng)再生,。Van Dyke的研究組則是首次使用了含有調(diào)節(jié)細(xì)胞行為的分子的角蛋白,。
研究人員先從當(dāng)?shù)氐囊粋€理發(fā)店收集到人的頭發(fā),并對他們進(jìn)行化學(xué)處理移除角蛋白,。然后,,他們對這些角蛋白進(jìn)行純化,并利用它制成凝膠,,從而能夠用于填充顯微手術(shù)中神經(jīng)引導(dǎo)導(dǎo)管,。
他們研究了角蛋白如何影響Schwann細(xì)胞的活性。Schwann細(xì)胞在神經(jīng)再生過程中起到關(guān)鍵作用,。這些細(xì)胞能夠產(chǎn)生通知神經(jīng)細(xì)胞開始再生并重塑血塊的信號,。
研究人員解釋說,通過利用角蛋白來活化這些細(xì)胞,,他們嘗試接入天然的愈合級聯(lián),。該實驗室的研究證實,角蛋白能夠活化Schwann細(xì)胞并且促進(jìn)它們的增殖和遷移,。接下來,,研究人員利用一種角蛋白填充管修復(fù)了小鼠的一個四毫米長的神經(jīng)斷裂缺口。研究人員還同時比較了這種方法與利用空的神經(jīng)導(dǎo)管治療和神經(jīng)移植治療的效果,。結(jié)果證實,,這種角蛋白膠填充導(dǎo)管的治愈效果最好。近期的《科學(xué)》雜志還就這項成果作了評論,。(生物谷)
背景知識:角蛋白
角蛋白(kevatin)是皮膚,、毛發(fā)和指甲等組織的重要組成成分,。是一種抗機(jī)械、抗化學(xué)刺激的蛋白質(zhì),,存在于所有高等脊椎動物體中,。角蛋白可分為α角蛋白(αkevatin),主要存在于哺乳動物,;和β角蛋白(βkevatin),,主要分布于鳥類和爬行動物。哺乳動物有30種不同的角蛋白,,可分為相對酸性(Ⅰ型)和堿性(Ⅱ型)兩類多肽,。
通過電子顯微鏡分析表明:毛發(fā)主要由α角蛋白組成,一根典型毛發(fā)直接約20μm,,由死細(xì)胞組成,。由約80?粗的微纖維(microfibril)通過二硫鍵交聯(lián)構(gòu)成的巨纖維(macrofibrils)組成。
角蛋白中的肽鏈卷曲為α螺旋,,兩條分別為Ⅰ型和Ⅱ型的角蛋白肽鏈緊密結(jié)合為平行的左手螺旋二聚體(dimer)此二聚體首-尾相連構(gòu)成原纖維(protofibril),,4條原纖維構(gòu)成微纖維(microfibril)(圖13-11),微纖維再橫向粘合為200μm直徑的巨纖維(macrofibril),。α-角蛋白富含半胱氨酸,,并能與鄰近的多肽鏈通過二硫鍵進(jìn)行交聯(lián),因此,,α-角蛋白很難溶解,,并受得起一定的拉力。燙發(fā)時先用巰基化合物破壞二硫鍵使之易于卷曲,,然后用氧化劑恢復(fù)二硫鍵使卷曲固定,。
遺傳性皮膚疾病表皮松懈單片皰疹(epidermolysis bullosa zimplex EBS)和表皮松懈角化過度癥(epidermolytic hyperkeratosis,EHK)在對常人無害的機(jī)械摩擦下使上皮基底細(xì)胞和表皮基底細(xì)胞破裂而生成水皰為特征。研究表明EBS主要是皮膚14或5型角蛋白的異常,,而EHK則主要是1或10型角蛋白的異常,,由此可見角蛋白在維持人體正常生理防護(hù)功能方面有重要意義。