根据一项新的研究，加州大学旧金山分校（UCSF）的研究人员发现的一种微小分子ISRIB能够在小鼠脑震荡受损数周后修复其神经和认知影响。ISRIB阻止综合应激反应（ISR），这是一个蛋白质生产的质量控制过程，当这一过程长期激活时，可能对细胞有害。
最近发表在《美国国家科学院院刊》上的这项研究发现，ISRIB逆转了创伤性脑损伤（TBI）对树突状棘的影响，树突状棘是神经元中对认知至关重要的一个区域。经药物治疗的小鼠还显示出工作记忆的持续改善。
“我们的目标是观察ISRIB是否能改善脑震荡的神经影响，”该研究的共同第一作者、加州大学旧金山分校生理学教授Michael Stryker博士说。”我们很高兴地发现这种药物在使神经元和认知功能正常化方面取得了巨大的成功，并具有持久的效果。”
TBI是造成长期神经系统残疾的主要原因，由于注意力和记忆力的困难，患者的生活质量受到影响。它也是痴呆症最强的环境风险因素–即使是轻微的脑震荡也会使一个人的风险急剧增加。
扭转脑震荡的影响
ISRIB是在共同第一作者彼得-沃尔特博士的实验室创建的，他目前是阿尔托斯实验室的生物化学荣誉教授，在工作时是加州大学旧金山分校的生物化学教授。以前的研究表明，该分子可以成功地阻断综合应激反应，而且它似乎可以改善各种受创伤性脑损伤影响的小鼠模型的认知和行为。然而，抑制ISR恢复认知的细胞机制仍未得到解释。
为了研究这个问题，加州大学旧金山分校的研究生Elma Frias博士开始探索ISR及其抑制如何影响顶叶皮层的神经元，顶叶皮层是一个涉及工作记忆的大脑区域。
利用先进的成像技术，Frias观察了创伤性脑损伤对树突棘的影响，树突棘是神经元之间兴奋性交流的主要场所，持续了多天。
在健康条件下，神经元显示出相当一致的树突形成、成熟和消除的速度–支持学习和记忆的动态。但在一次轻度脑震荡后，小鼠皮层神经元显示出新形成的树突棘的大规模爆发，并且在它们被测量的时间内继续制造过多的棘突。
共同第一作者苏珊娜-罗西（Susanna Rosi）博士说：”有些人一开始可能会发现这有悖常理，假设更多的树突棘对制造新的记忆是件好事，”她在研究时是加州大学旧金山分校的物理治疗和神经外科教授，现在也在阿尔托斯实验室工作。”但实际上，拥有所有太多新出现的树突棘就像在一个嘈杂的房间里–当太多的人在说话时，你无法听到你需要的信息。”
然而，这些新的树突棘并没有坚持很久，大多数在几天内被移除，这意味着它们没有形成持久的功能性突触连接。
一旦用ISRIB治疗小鼠，这些反常的动态变化就会迅速逆转。通过阻断ISR，该药物能够修复脑损伤导致的神经元结构变化，并恢复脊柱动态的正常速率。这些神经元结构的改变也与工作记忆的行为测试中的表现改善到正常水平有关，这种情况在最后一次治疗后持续了一个多月。
弗里亚斯说：”小鼠的一个月相当于人类的几年，因此能够以如此持久的方式逆转脑震荡的影响，真的令人激动。”
恢复大脑的愈合潜力
作者认为，创伤性脑损伤引发了ISR的持续激活，这反过来又导致了瞬时刺的持续增殖，而瞬时刺不能支持记忆形成。未来的实验将探索ISRIB是否对其他细胞类型、脑区和认知任务有类似的影响。
ISRIB的激活与许多神经系统疾病有关，包括阿尔茨海默病、帕金森病、多发性硬化症（MS）和肌萎缩性侧索硬化症（ALS）。因此，研究人员认为ISRIB可能在多个患者群体中具有治疗潜力。
虽然没有证据表明该药物在小鼠身上有毒性，但临床试验目前正在评估ISRIB在人类身上的安全性和有效性。
罗西说：”这项研究提醒我们，大脑是非常可塑的；它可以被重新连接和治愈。通过短暂地抑制这种应激途径，我们也许能够在许多神经系统疾病中恢复健康的突触和认知功能”。
