6月15日發表在《神經科學雜誌》上的新臨床前研究結果為更好地理解、預防和恢復新生兒腦損傷鋪平了道路。在整個懷孕期間，胎兒通常在低氧水平下發育。當新生兒早產時，他們被推入一個高氧環境，這可能超過了嬰兒的承受能力。由於他們的肺部發育不全，這些早產的新生兒往往需要輔助呼吸。如果他們暴露在過多的氧氣中，無氧自由基可能發展並導致細胞死亡。
在正常情況下，早產兒的抗氧化防禦系統不發達，可以防止或推遲幾種形式的細胞損傷。這些發育不全的防禦系統不能完全抵禦高氧環境下的氧化應激，在沒有可用的治療或預防措施的情況下，對各種大腦區域造成損害。
根據臨床前研究，美國國家兒童醫院的專家們發現，氧化應激過度激活了一種葡萄糖代謝酶GSK3β，改變了海馬中間神經元的發育，並損害了學習和記憶。研究人員還抑制了海馬中間神經元中的GSK3β，逆轉了這些細胞和認知缺陷。
“我很高興我們在海馬體的一個特定細胞群中發現了記憶發展的缺陷，”美國國家兒童醫院臨時首席學術官和臨時主任、哥倫比亞特區智力和發育障礙研究中心的主要調查員Vittorio Gallo博士說。“我沒想到我們能在一個精細的層面上做到這一點，確定對氧化應激敏感的細胞群及其潛在的信號通路和分子機制。”
氧化應激在發育中的海馬中的作用，以及GSK3β在氧化應激誘導的神經發育障礙和認知缺陷中的參與，直到現在都還沒有被探索。Goldstein等人認為，這項研究為該領域鋪平了道路，是在新生兒腦損傷后最大化功能恢復的可行方法。
為了更好地了解新生兒腦損傷的機制，研究人員通過在臨床前模型中短時間內誘導高氧水平來模擬腦損傷。這一探索導致解開了認知缺陷的基礎，包括發育中的海馬體的病理生理學和氧化損傷的分子機制。
一旦他們確定了導致細胞損傷的原因，研究人員使用了一種基因靶向方法來降低表達POMC的細胞或表達Gad2的中間神經元中的GSK3β水平。通過調節神經元中的GSK3β水平–但不是表達POMC的細胞–抑制性神經傳遞得到明顯改善，高氧水平導致的記憶障礙得到逆轉。