image: In CNS, such as retinal ganglion cells, IFNγ activates STAT1 in Ptpn2 cKO RGCs. STAT1 then upregulates neuronal cGAS expression. cGAS produces cGAMP and activate STING in neurons. In PNS, such as dorsal root ganglion, axotomy induces IFNγ expression in axons by local translation. And IFNγ activates STAT1-cGAS signaling and cGAMP production in surrounding Schwann cells and blood cells, to promote peripheral axon regeneration. view more
Credit: The Hong Kong University of Science and Technology
中樞神經系統一旦受創，例如在脊髓損傷的意外中，傷者很可能會永久喪失感覺或活動能力，當中的關鍵原因，是軸突斷裂後無法再生。目前，醫學界為脊髓損傷患者恢復活動能力的方法非常有限。若要為他們帶來治療希望，其中一個 研究方向，便是要破解令這些受傷軸突再生的方法。
由香港科技大學(科大)生命科學部鄭氏理學副教授劉凱帶領的團隊，用老鼠進行實驗，解構了促進神經突軸再生的部分原理。他們發現，通過敲除神經元內編碼一種磷酸酶的基因PTPN2，可以促進中樞神經系統的軸突重生，另外，若再外加Ⅱ型干擾素IFNγ，更可進一步提升再生的軸突數量和生長速度。這項研究的結果，最近於科學期刊Neuron上發表。
人類的神經系統可分為兩部分：中樞神經系統和外周神經系統。與中樞神經系統的分別是，外周神經當受到損傷時，具有較強的再生和自我修復能力 。不過，科學界一直並未完全了解這個再生和修復過程與神經系統內在免疫機制以及免疫相關的細胞因子的關係，包括一些信號通路如何影響受傷的神經元，以及它們能否直接促進軸突再生。
是項研究亦探索了IFNγ-cGAS-STING信號通路有否參與外周神經的自我修復過程。團隊發現，外周神經軸突可以在損傷後，直接調節其損傷環境中的免疫反應，以促進自我修復。
在過往的研究中，劉教授的團隊已經發現，可以通過提高神經元電活動，改變神經元甘油脂代謝途徑等不同方法，從而加強軸突的再生能力。今次這項研究，為脊髓損傷這類情況的未來治療方案，找到進一步線索，比如聯合幾種不同的信號通路可以大幅提高神經再生。
是項研究的兩位共同第一作者為科大的王續博士和楊超博士， 合作者包括美國普渡大學的Zhong-Yin Zhang教授、香港科大的吳若昊副教授、錢培元教授和王吉光副教授等多位學者。
Journal
Neuron
Article Title
Driving axon regeneration by orchestrating neuronal and non-neuronal innate immune responses via the IFNγ-cGAS-STING axis
Article Publication Date
11-Nov-2022