Fisk Hjertefødsler kan holde nøglen til NFL's hjerneskade problem

Traumatiske hjerneskade i NFL er rutinemæssige og forårsager kognitive problemer i køen, herunder kronisk traumatisk encephalopati, en degenerativ tilstand, der kan forårsage depression, aggression og demens. Medicinske forskere arbejder på løsninger til at mindske de langsigtede virkninger af traumatisk hjerneskade hos atleter og andre mennesker i højrisikoprofiler som militærtjenesten, men disse løsninger er sandsynligvis stadig flere år væk. For at få et bedre håndtag i spørgsmålet, ser de medicinske forskere på en uventet art for løsninger.

Et af de største problemer med hjerneskader hos mennesker er, at når hjernens nerveceller dør, regenererer de normalt ikke. Men det er ikke sandt for alle dyr: I et papir udgivet tirsdag i tidsskriftet eNeuro, et team af forskere ved W.M. Keck Science Center viste, at zebrafisken (Danio rerio) regenererer hjerneceller efter mild traumatisk hjerneskade - også kendt som hjernerystelse - og udforskede deres mekanismer til at gøre det i håb om at de kunne finde paralleller i den menneskelige hjerne.

I undersøgelsen undersøgte forskerne hvordan fiskene opførte sig efter en mild traumatisk hjerneskade, og samtidig undersøgte de hvilke gener der var aktive under skadegendannelsesperioden, i håb om at finde ud af, hvilke gener der var korreleret med neurongenvækst.

For at give fiskene hjernerystelser, sætter forskerne sebrafisken ind i en enhed, hvis eneste formål er at give en fisk en mild traumatisk hjerneskade ved at tabe et kugleleje på hovedet. Fisk er bedøvet til denne procedure, men når de genvinder fra slaget, viser de et klassisk tegn på hjernerystelse: vanskeligheder med at navigere rumlige problemer. Zebrafish navigerer typisk i skolerne for at undgå rovdyr og forbedrer deres evne til at samle mad - en adfærd, som de normalt gør ganske naturligt. De, der havde fået hjernerystelser, havde dog svært ved at huske, hvordan de skulle vende tilbage til deres skælende jævnaldrende. Mennesker og andre dyr udviser rumlige problemer efter traumatisk hjerneskade også.

Efter tre uger, da fiskene tilsyneladende hovedsagelig var kommet ud af deres skader, dræbte forskerne fisken og sekventerede deres RNA for at finde ud af, hvilke gener der var knyttet til væksten af ​​nye neuroner. Dataene pegede på flere gener - hvilke tidligere grupper allerede havde karakteriseret sig med hensyn til identitet og funktion - men hvad der gør denne undersøgelse anderledes er, at den viser en klar sammenhæng mellem genekspressionsmønstre og genopretning fra traumatisk hjerneskade. Disse resultater, forfatterens note, ligner resultaterne af lignende undersøgelser udført på voksne gnavere.

Det kan lyde mærkeligt for forskere at studere fiskhjerner som en måde at forstå menneskelige hjerner på, men i sandhed deler sebrafisk og menneskelige hjerner nogle overraskende ligheder. Omkring 70 procent af menneskelige gener har mindst et gen, der udfører samme eller lignende funktion i en zebrafisk, forfatterens note, og i denne undersøgelse har den genetiske linje af zebrafisk, som forskerne har, et genom, som især svarer til menneskernes.

Denne undersøgelse har muligvis ikke givet nogen særligt effektive resultater endnu, men jo mere vi ved om, hvordan hjerner kan komme sig fra traumatisk hjerneskade, jo nærmere kommer vi til at hjælpe mennesker, der har lidt hjerneskade. Måske kan gene therapier hjælpe os med at efterligne visse elementer af neuroregeneration, som zebrafish display. Og selv om NFL har været notorisk bag tiderne, når det kommer til at acceptere videnskabeligt bevis, er de begyndt at spille en aktiv rolle ved at tilskynde til forskning i hjerneskade.

Abstrakt: Mild traumatiske hjerneskade (mTBIs) er en af ​​de mest udbredte neurologiske lidelser; Men mennesker er stærkt begrænsede i deres evne til at reparere og regenerere vævspostskader i centralnervesystemet (CNS). Zebrafish (* Danio rerio) opretholder imidlertid den bemærkelsesværdige evne til at gennemgå fuldstændig og funktionel neuroregenerering som voksen. Vi ønsker at udvide kendskabet til de kendte mekanismer for neuroregenerering ved at analysere de differentielt udtrykte gener (DEG'er) i en ny voksen zebrafiskmodel af mTBI. I denne undersøgelse blev en gnavervægtdråbemodel af mTBI tilpasset den voksne zebrafisk. En hukommelsestest viste signifikante underskud i rumlig hukommelse i mTBI-gruppen. Vi identificerede derefter DEG'er ved 3 og 21 dage efter skade (dpi) gennem RNA-sekventeringsanalyse. De resulterende DEG'er blev kategoriseret i henhold til gen ontologi (GO) kategorier. Ved 3 dpi GO-kategorier bestod af peak injury response pathways. Signifikant, ved 21 dpi bestod GO-kategorier af neuroregenerationsveje. I sidste ende validerer disse resultater en ny zebrafiskmodel af mTBI og belyser signifikante DEG'er af interesse for CNS-skade og neuroregenerering.