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纠结的信息:追踪神经回路到化疗的“副作用星座”

医学研究 2023-02-21 15:05:41

大脑/神经元放电的渲染(NIH)

信用:国家卫生研究院 严重和持续的残疾往往会损害癌症治疗的救命益处

疼痛和疲劳——以及感觉、运动和认知障碍——是全球化疗中广泛使用的铂类药物的主要副作用

佐治亚理工学院的研究人员在蒂莫西·C的实验室里进行了一项新的研究

Cope发现了一种新的途径来理解为什么癌症患者会出现这些衰弱的情况,以及为什么科学家应该关注所有可能的神经过程,这些过程将感觉或运动问题传递给患者的大脑——包括中枢神经系统——而不仅仅是远离身体中心发生的“感觉神经元的周围退化”

“癌症治疗中感觉运动障碍的神经回路机制”的新发现发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上,可能会影响有效治疗的发展,这些治疗目前还不能用于恢复患者接受和处理感觉输入的正常能力,尤其是作为癌症后治疗的一部分

斯蒂芬·恩

(尼克)豪斯利,生物科学学院、综合癌症研究中心和帕克·H

佐治亚理工学院的佩蒂特生物工程和生物科学研究所是这项研究的主要作者

合著者包括研究科学家保罗·纳德利(Paul Nardelli)和博士后特拉维斯·罗特曼(Travis Rotterman)(两人都是生物科学学院的),还有蒂莫西·科普(Timothy Cope),他是佐治亚理工学院生物科学学院以及埃默里大学和佐治亚理工学院库尔特生物医学工程系的教授

神经系统后果 “化疗无疑会对外周神经系统产生负面影响,而外周神经系统通常被视为癌症治疗期间神经系统疾病的罪魁祸首,”豪斯利分享道

然而,他说,为了让神经系统正常运作,外周神经系统和中枢神经系统都必须合作

“这是通过神经元之间的突触通讯发生的

“通过一系列优雅的研究,我们表明中枢神经系统中的那些交流中枢也容易受到癌症治疗的不利影响,”豪斯利分享道,并补充说,这些发现迫使“认识到,如果我们想解决癌症治疗的神经后果,我们必须治疗整个神经系统中的许多地方——因为纠正任何一个可能都不足以改善人类的功能和生活质量。”

" 研究小组在研究中解释说:“这些残疾在临床上没有得到缓解,经验上也无法解释,因为研究集中在感觉神经元的外周退化上,同时低估了中枢神经系统内神经过程的可能参与。”

目前的发现证明了位于中枢神经系统内的信息处理的基本特性中的功能缺陷,结论是“癌症治疗诱发的长期感觉运动和可能的其他残疾是由分布在外周和中枢神经系统的独立神经缺陷引起的

" 感觉运动障碍和“硬币” 研究小组指出,癌症幸存者“将感觉运动障碍列为化疗最痛苦的长期后果之一

步态、平衡和熟练动作的障碍通常被认为是外周感觉神经元的化学毒性损伤,而没有考虑到将感觉信息转化为运动的神经回路所发挥的决定性作用,“补充说,这种疏忽”排除了充分的、机械的理解,并导致缺乏逆转化疗引起的残疾的有效治疗

" Cope表示,该团队解决了这一遗漏,“通过使用电生理、行为和建模相结合的方法来研究体内脊髓感觉运动回路的运行”,在啮齿动物模型“慢性奥沙利铂(化疗)诱导的神经病变:cOIN

" 在“本体感觉”信息的编码(思考动觉:身体感知其位置、运动和动作的能力)及其转换为运动神经元产生的突触电位的回路中,研究了关键的连续事件

在“cOIN”大鼠中,研究小组注意到多个类别的本体感觉神经元表达有缺陷的放电,这降低了肌肉对拉伸的机械反应的准确感觉表征,并补充说,由于存在于脊髓内部的缺陷机制,准确性“在本体感觉信号转化为突触电位的过程中进一步下降”

" 联合表达,独立缺陷 “这些顺序的、周边的和中心的缺陷复合在一起,驱动感觉运动回路进入功能崩溃,从而导致预测在我们的大鼠模型中显示的和报道的cOIN患者的本体感觉引导运动行为的显著误差,”Cope和Housley报道

“我们的结论是,癌症治疗引起的感觉运动障碍是由感觉运动回路的周围和中心部分出现的独立缺陷的联合表达引起的

" “这些发现对科学领域和癌症治疗的神经后果的临床管理有广泛的影响,”豪斯利说

“作为一名临床医生和科学家,我可以想象迫切需要联合开发定量临床测试,能够识别患者神经系统的哪些部分受到癌症治疗的影响

" 豪斯利还说,在治疗过程中有能力监测不同部位的神经功能“将提供一种生物标志物,我们可以在此基础上优化治疗——e

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最大限度地发挥抗肿瘤作用,同时最大限度地减少不良反应,”他补充说,随着我们进入下一代癌症治疗,“能够客观监测神经系统特定方面的临床测试对于测试非靶效应的存在将特别重要

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