动物研究指出,药物组合可能有助于受伤大脑恢复

两种常用药物能否预防外伤性脑损伤造成的不可逆损害?

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本文发表于《大众科学》的前博客网络,反映作者的观点,不一定代表《大众科学》的观点


头部受到撞击会产生大量的自由基和炎症分子,如果不加以控制,可能会造成持久性损害。一种可以在受伤后数小时甚至一天或更长时间内给药的药物,可以帮助士兵、运动员和所有人。

本周在芝加哥举行的神经科学学会会议上的报告显示,在实验室诱导的损伤后数小时内,用抗生素和抗氧化剂组合治疗的小鼠可以避免脑震荡造成的神经混乱。即使没有立即给药,药物的明显疗效仍然存在——这是外伤性脑损伤药物的一个理想特性,因为治疗通常不会立即进行。到目前为止,还没有药物被批准用于治疗这种情况。

纽约州布鲁克林市纽约州立大学下州医学中心的研究人员将美国食品和药物管理局批准的抗生素米诺环素和抗氧化剂N-乙酰半胱氨酸结合在一起,这两种药物先前都已被证明具有神经保护作用。一组大鼠在实验室头部受伤后12小时接受了这些药物。另一组在大鼠受伤整整一天后摄入了这些药物。一周后进行测试时,与仅接受安慰剂的受伤动物相比,12小时后接受药物的小鼠在测试认知能力的两项任务中表现更好。24小时后给药的大鼠在两项任务中最简单的一项中表现优于安慰剂组。米诺环素和N-乙酰半胱氨酸联合使用效果优于单独使用。“本质上,你看到的组合效果是在单独给药时看不到的,”彼得·伯格尔德实验室的研究生迈克尔·桑戈博瓦尔在新闻发布会上说。


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这两种药物还导致了髓磷脂的保存,髓磷脂是长长的、像电线一样的轴突的鞘,它们像触手一样从神经元的中心细胞体延伸出来——这是一种对神经元正常交流至关重要的绝缘材料。

重新利用旧药物来满足急性医疗需求的务实方法非常有意义,即使它缺乏便携式 PET 扫描头盔原型(会议上提出的其他研究)的技术魅力。米诺环素和 N-乙酰半胱氨酸的专利均已过期,这是一个明显的优势,因为它可以保持低成本。N-乙酰半胱氨酸甚至可以在销售补品的商店里买到。这项研究的资金来自美国国防部。

一种可以在受伤后不久给药的相对无害的混合物的想法正在传播。宾夕法尼亚大学的阿基瓦·科恩在会议上主持了一场关于外伤性脑损伤的新闻发布会,桑戈博瓦尔在会上讨论了他的工作,科恩也在开发一种治疗方法,一种旨在帮助大脑活动在剧烈撞击后恢复正常的运动饮料。科恩没有详细说明饮料中的成分,但他的实验室先前在《科学转化医学》发表了关于使用神经递质谷氨酸和 GABA 的前体——称为支链氨基酸的分子——作为潜在治疗方法的研究。谷氨酸和 GABA 平衡大脑活动,以确保神经元既不会过度刺激也不会刺激不足。没有人期望运动饮料或来自纽约州立大学下州医学中心的药物组合能够创造奇迹,但即使是对巡逻士兵或偏远山区登山者的大脑组织提供一点保护,也会是对冰袋和阿司匹林的欢迎补充。

与往常一样,每年吸引约 30,000 名与会者的巨型神经科学会议充斥着早期、大多未发表的、关于头骨下隐藏的三磅奇迹的各种可想象的主题的研究发现。外伤性脑损伤也不例外。对实验动物的研究指出了头部撞击的不同影响。例如,雄性和雌性小鼠表现出不同的症状。这些啮齿动物还会表现出类似创伤后应激障碍的恐惧行为。而且,在儿童(而非幼崽)中,某些神经细胞群体更容易受到外伤性脑损伤的影响。

大脑节上的数据倾倒向与会者轰炸了有关诸如此类进展的信息,例如对一类特殊细胞的日益深入的理解,这些细胞充当神经元的绿篱修剪器,以确保它们与邻居之间有恰到好处的连接数量,既不多也不少,从而使通信通路保持嗡嗡作响——它还记录了当这个过程出错时自闭症或阿尔茨海默氏症如何出现。

我选出的最有趣的条目是一个摘要,标题是:“在前往火星的路上,小鼠的海马体依赖行为和神经发生会发生什么?这是小鼠的一小步。”它总结了一项研究,该研究表明,暴露于类似太空的辐射(例如高能硅粒子)会增强成年小鼠的学习和记忆能力。早期的对小鼠的研究表明,暴露于这些粒子会产生相反的效果,但测试总是在幼鼠身上进行的。在这种情况下,成熟的小鼠在被照射后在具有挑战性的实验室测试中学习得更快。这对资助这项研究的美国宇航局来说绝对是个好消息。我想知道日光浴沙龙现在是否会安装自己的宇宙射线室

Gary Stix, senior editor of mind and brain topics at 大众科学, edits and reports on emerging advances that have propelled brain science to the forefront of the biological sciences. Stix has edited or written cover stories, feature articles and news on diverse topics, ranging from what happens in the brain when a person is immersed in thought to the impact of brain implant technology that alleviates mood disorders such as depression. Before taking over the neuroscience beat, Stix, as 大众科学's special projects editor, was responsible for the magazine's annual single-topic special issues, conceiving of and producing issues on Albert Einstein, Charles Darwin, climate change and nanotechnology. One special issue he oversaw on the topic of time in all of its manifestations won a National Magazine Award. With his wife Miriam Lacob, Stix is co-author of a technology primer called Who Gives a Gigabyte? A Survival Guide for the Technologically Perplexed.

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