Fiskhäxelser kan hålla nyckeln till NFL: s hjärnskada problem

Traumatiska hjärnskador i NFL är rutinmässiga och orsakar kognitiva problem längs linjen, inklusive kronisk traumatisk encefalopati, ett degenerativt tillstånd som kan orsaka depression, aggression och demens. Medicinska forskare arbetar med lösningar för att minska de långsiktiga effekterna av traumatisk hjärnskada på idrottsmän och andra personer i högrisker som militärmedlemmar, men dessa lösningar är förmodligen fortfarande ett antal år borta. För att få bättre hantering av frågan, letar medicinska forskare till en oväntad art för lösningar.

En av de största problemen med hjärnskador på människor är att när hjärnans nervceller dör, regenererar de inte vanligtvis. Men det är inte sant för alla djur: I ett papper publiceras tisdag i tidningen eNeuro, ett team av forskare vid W.M. Keck Science Center visade att zebrafisken (Danio rerio) regenererar hjärnceller efter mild traumatisk hjärnskada - även känd som hjärnskakning - och utforskade deras mekanismer för att göra det, i hopp om att de kunde hitta paralleller i människans hjärna.

I undersökningen undersökte forskarna hur fisken uppförde sig efter en mild traumatisk hjärnskada, och samtidigt undersökte de vilka gener som var aktiva under skadeåtervinningsperioden, i hopp om att ta reda på vilka gener som var korrelerade med neuronåterväxt.

För att ge fisken hjärnskakning sätter forskare sebrafisken i en enhet vars enda syfte är att ge en fisk en mild traumatisk hjärnskada genom att släppa ett kullager på huvudet. Fisken bedövas för denna procedur, men när de återhämtar sig från blåsan, visar de ett klassiskt tecken på hjärnskakning: svårighet att navigera i rumsliga problem. Zebrafish navigerar vanligtvis i skolor för att undvika rovdjur och förbättrar deras förmåga att samla mat - ett beteende som de normalt gör ganska naturligt. De som hade fått hjärnskakningar hade emellertid svårt att komma ihåg hur man återvände till sina shoaling-kamrater. Människor och andra djur uppvisar rumsliga svårigheter efter traumatisk hjärnskada också.

Efter tre veckor, när fisken verkade ha mestadels återhämtat sig från sina skador, dödade forskarna fisken och sekvenserade deras RNA för att ta reda på vilka gener som var kopplade till tillväxten av nya neuroner. Uppgifterna pekade på flera gener - vilka tidigare grupper redan hade karakteriserat med avseende på identitet och funktion - men vad som gör denna studie annorlunda är att den visar en tydlig koppling mellan genuttrycksmönstren och återhämtning från traumatisk hjärnskada. Dessa resultat, författarens anteckning, liknar resultaten från liknande studier som utförts på vuxna gnagare.

Det kanske låter konstigt att forskare studerar fiskhjärnor som ett sätt att förstå mänskliga hjärnor, men i själva verket delar sebrafisk och mänskliga hjärnor några överraskande likheter. Cirka 70 procent av mänskliga gener har minst en gen som utför samma eller liknande funktion i en zebrafisk, författarens anteckning, och i den här studien har den genetiska linjen av sebrafisk som används av forskare ett genom som särskilt liknar människan.

Denna studie har kanske inte givit några särskilt effektiva resultat ännu, men ju mer vi vet om hur hjärnan kan återhämta sig från traumatisk hjärnskada, desto närmare kommer vi att kunna hjälpa människor som har lidit hjärnskador. Kanske genterapier kan hjälpa oss att efterlikna vissa delar av neuroregeneration som sebrafiskdisplay. Och trots att NFL har varit notoriskt bakom tiderna när det gäller att acceptera vetenskapliga bevis har de börjat ta en aktiv roll för att uppmuntra forskning om hjärnskador.

Abstrakt: Milda traumatiska hjärnskador (mTBIs) är en av de vanligaste neurologiska sjukdomarna; Men människor är allvarligt begränsade i sin förmåga att reparera och regenerera vävnadsskada i centrala nervsystemet (CNS). Zebrafish (* Danio rerio) behåller dock den anmärkningsvärda förmågan att genomgå fullständig och funktionell neuroregenerering som vuxen. Vi önskar utvidga kunskapen om de kända mekanismerna för neuroregenerering genom att analysera de differentiellt uttryckta generna (DEG) i en ny vuxen zebrafiskmodell av mTBI. I den här undersökningen anpassades en gnagareviktsmodell av mTBI till den vuxna zebrafisken. Ett minnetest visade signifikanta underskott i rumsligt minne i mTBI-gruppen. Vi identifierade sedan DEG vid 3 och 21 dagar efter skada (dpi) genom RNA-sekvensanalys. De resulterande DEG: erna kategoriserades enligt gen-ontologi (GO) -kategorier. Vid 3 dpi GO-kategorier bestod av högsta skademanalsvägar. Betydande, vid 21 dpi bestod GO-kategorier av neuroregenerationsvägar. I slutändan bekräftar dessa resultat en ny zebrafiskmodell av mTBI och belyser signifikanta DEG av intresse för CNS-skada och neuroregenerering.