Pericytes impair capillary blood flow and motor function after chronic spinal cord injury.
Pericytes impair capillary blood flow and motor function after chronic spinal cord injury.
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DOI：
10.1038/nm.4331
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发表时间：
2017-06
期刊：
影响因子：
82.9
通讯作者：
Bennett DJ
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Li Y;Lucas-Osma AM;Black S;Bandet MV;Stephens MJ;Vavrek R;Sanelli L;Fenrich KK;Di Narzo AF;Dracheva S;Winship IR;Fouad K;Bennett DJ
中枢神经系统（CNS）中的血管由神经元活动控制;例如，广泛的血管收缩（血管张力）由释放单胺5-羟色胺和去甲肾上腺素的脑干神经元诱导，并且局部血管扩张由多巴胺能神经元活动诱导。在这里，我们研究了血管张力如何适应大鼠脊髓损伤（SCI）后神经元源性单胺的损失。我们发现，在SCI后几个月，损伤部位以下的脊髓处于慢性缺氧状态，这是由于周细胞上的单胺受体（5-HT 1）的反常过量活性，尽管没有单胺。这种单胺受体活性导致周细胞局部收缩毛细血管，将血流量减少到缺血水平。在不存在单胺的情况下，受体活化是由异位表达芳香族-1-氨基酸脱羧酶（AADC）的周细胞产生痕量胺（如色胺）引起的，所述芳香族-1-氨基酸脱羧酶（AADC）直接从膳食氨基酸（如色氨酸）合成痕量胺。单胺受体或AADC的抑制，甚至增加吸入的氧气，产生实质性缓解缺氧和改善运动神经元和运动功能后SCI。
Blood vessels in the central nervous system (CNS) are controlled by neuronal activity; for example, widespread vessel constriction (vessel tone) is induced by brainstem neurons that release the monoamines serotonin and noradrenaline, and local vessel dilation is induced by glutamatergic neuron activity. Here, we examined how vessel tone adapts to the loss of neuron-derived monoamines after spinal cord injury (SCI) in rats. We find that, months after the imposition of SCI, the spinal cord below the site of injury is in a chronic state of hypoxia, due to paradoxical excess activity of monoamine receptors (5-HT1) on pericytes, despite the absence of monoamines. This monoamine receptor activity causes pericytes to locally constrict capillaries, reducing blood flow to ischemic levels. Receptor activation in the absence of monoamines results from the production of trace amines (such as tryptamine) by pericytes that ectopically express the enzyme aromatic-l-amino-acid-decarboxylase (AADC), which synthesizes trace amines directly from dietary amino acids (such as tryptophan). Inhibition of monoamine receptors or of AADC, or even increased inhaled oxygen, produces substantial relief from hypoxia and improves motoneuron and locomotor function after SCI.
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