神经促生素 B 族维生素组合在体外促神经突生长方面优于单一 B 族维生素:神经修复研究新突破

【字体: 时间:2025年03月06日 来源:In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal 1.5

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  为探究 B 族维生素对神经突生长的作用,研究人员以 NG108-15 细胞为模型,发现 B1、B6、B12 组合效果更佳,为神经修复研究提供新思路。

  在人体的神经系统中,周围神经如同一张密集的 “通信网络”,负责传递各种感觉和运动信号,让我们能够感知外界环境、自如地活动。然而,周围神经病变(PN)却如同网络中的 “故障点”,给人们的生活带来诸多困扰。这是成年人周围神经系统(PNS)最常见的疾病,患者常常会出现刺痛、麻木、疼痛感和感觉异常等症状,严重影响生活质量。其中,糖尿病是导致 PN 的最常见原因,尽管它在全球范围内高发,却至今没有获批的药物能够逆转 PN。
不过,在与 PN 对抗的征程中,科研人员发现了神经促生素 B 族维生素(B1、B6 和 B12)的潜力,它们或许能成为改善 PN 状况的 “秘密武器”。维生素 B1(硫胺素)在为神经元提供能量方面至关重要,能够生成三磷酸腺苷(ATP)和 / 或烟酰胺腺嘌呤二核苷酸磷酸(NADPH);维生素 B6(吡哆醇)则在神经递质的合成中发挥关键作用,保证神经系统信号的正常传递和调节;维生素 B12(钴胺素)有助于髓鞘的合成,就像给神经穿上了一层 “绝缘外套”,不仅支持神经再生,还能确保信号快速传导。而且,这三种维生素在生化过程中相互协作,彼此无法替代。虽然此前已有不少体外和动物研究支持这一观点,但它们协同作用的具体机制仍有待探索。

为了深入了解 B 族维生素对神经细胞的影响,来自伦敦大学学院(UCL)神经工程中心、伦敦大学学院药学院药理学系以及德国宝洁健康公司医学与技术事务部创新中心的研究人员 Melissa L. D. Rayner、Arnaud J. Ruiz 和 Christian Viel 展开了一项研究。他们的研究成果发表在《In Vitro Cellular & Developmental Biology - Animal》杂志上,为神经修复领域带来了新的曙光。

在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。首先,他们选用了小鼠神经母细胞瘤 × 大鼠胶质瘤杂交神经细胞系 NG108-15 进行体外细胞培养实验。在培养过程中,通过特定的培养基配方,制备出缺乏维生素 B1、B6 和 B12 的培养基,并添加不同浓度的单一维生素或组合维生素进行处理。其次,利用 Incucyte? S3 活细胞分析系统,采用相差成像技术,对细胞的神经突生长情况进行 24 小时持续监测。最后,通过免疫荧光染色技术,使用小鼠抗 βIII - 微管蛋白(mouse anti-βIII - tubulin)和 DyLight 抗小鼠 IgG 488 等抗体,对细胞进行染色,以便更直观地观察神经突生长情况,并借助 ImageJ 软件对神经突长度进行定量分析。

下面来看具体的研究结果。

  1. B 族维生素组合对神经突生长的促进作用:研究人员以 NG108-15 细胞为研究对象,用缺乏维生素 B 的培养基培养细胞,并分别添加 40μM 维生素 B1、20μM 维生素 B6、0.4μM 维生素 B12 以及这三种维生素的组合,处理 24 小时后观察神经突生长情况。结果显示,与未添加维生素 B 的对照组相比,B1、B6 和 B12 组合处理组的神经突生长显著增加,增幅高达 51.10%(P<0.001)。而单独使用维生素 B1、B6 或 B12 处理时,神经突生长与对照组相比并无显著差异,分别仅增加了 2.85%、12.11% 和 15.25%。进一步比较发现,B1、B6 和 B12 组合处理对神经突生长的促进效果,分别是维生素 B12 处理的 3.35 倍、维生素 B6 处理的 4.22 倍以及维生素 B1 处理的 17.92 倍。这表明,在促进神经突生长方面,B 族维生素组合的效果远远优于单一维生素。
  2. 免疫荧光图像直观显示组合优势:通过免疫荧光染色,研究人员对处理后的 NG108-15 细胞进行观察。结果发现,与单独使用维生素 B1、B6 或 B12 处理的细胞相比,经 B1、B6 和 B12 组合处理的细胞,其神经突延伸情况明显更优。从免疫荧光图像中可以直观地看出,组合处理组的细胞神经突更长、更密集,这与之前对神经突长度的定量分析结果相互印证,再次证明了 B 族维生素组合在促进神经突生长方面的优越性。

研究结论与讨论部分表明,该研究在体外 NG108-15 细胞模型中,有力地证明了维生素 B1、B6 和 B12 组合在促进健康神经细胞神经突生长方面,具有显著效果且作用关键,明显优于单独使用任何一种 B 族维生素。这一结果为 Calderon - Ospina 和 Nava - Mesa 提出的 B 族维生素协同作用假说提供了有力支持,即三种 B 族维生素在生化过程中协同促进神经突生长,且这种协同作用的效果远超单一维生素作用的简单叠加。从分子层面来看,这种协同作用可能是由差异表达的基因介导的,这些基因能够调节参与代谢过程、转录、神经元死亡等多种途径的蛋白质和酶的水平。此外,研究还强调了 B 族维生素在神经受损后的再生过程中发挥着不可或缺的作用,缺乏这些维生素会使神经再生效果大打折扣。

这项研究成果具有重要的意义。它不仅为深入理解 B 族维生素对神经系统的作用机制提供了新的视角,还为未来开发治疗周围神经病变等神经系统疾病的新方法奠定了理论基础。后续研究可以进一步探究 B 族维生素组合的优越性以及协同作用的潜在机制,有望为神经系统疾病的治疗带来新的突破,让更多患者受益。

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