Science：完全性脊髓损伤后的神经纤维再生可逆转瘫痪

当小鼠和人类的脊髓受到部分损伤时，最初的瘫痪之后会出现广泛的、自发的运动功能恢复。然而，在脊髓完全损伤后，脊髓的这种自然修复就不会发生，也就无法恢复。严重脊髓损伤后的有效恢复需要促进神经纤维再生的策略，但这些策略成功恢复运动功能的必要条件仍然难以捉摸。

在一项新的研究中，来自瑞士威斯生物与神经工程中心、苏黎世联邦理工学院、美国加州大学洛杉矶分校和哈佛医学院等研究机构的研究人员利用位于瑞士日内瓦的苏黎世联邦理工学院校园生物技术设施的先进设备进行了深入分析，确定了哪种类型的神经元参与了部分脊髓损伤后的脊髓自然修复。相关研究结果发表在2023年9月22日的Science期刊上，论文标题为“Recovery of walking after paralysis by regenerating characterized neurons to their natural target region”。

论文共同通讯作者、威斯生物与神经工程中心的Mark Anderson说，“五年前，我们证实了神经纤维可以在解剖学上完整的脊髓损伤后再生。但我们也意识到，这还不足以恢复运动功能，因为新的神经纤维无法连接到病变部位另一侧的正确位置。”

论文第一作者Jordan Squair说，“我们利用单细胞核RNA测序法进行的观察不仅发现了必须再生的特定轴突，还揭示了这些轴突必须重新连接到它们的天然目标才能恢复运动功能。”

寻求多种方法的结合

他们的发现为设计多管齐下的基因疗法提供了依据。这些作者激活了小鼠体内这些已被识别的神经元的生长程序，使得它们的神经纤维再生；上调特定蛋白质来支持神经元穿过病变核心生长；并施用引导分子，将再生性的神经纤维吸引到损伤下方的天然目标。

图片来自Science, 2023, doi: 10.1126/science.adi6412。

Squair说，“当我们设计一种重现部分损伤后自发发生的脊髓修复机制的治疗策略时，我们受到了大自然的启发。”

解剖学上脊髓完全损伤的小鼠恢复了行走能力，表现出与部分损伤后自然恢复行走的小鼠相似的步态。这一观察结果揭示了再生疗法成功恢复神经创伤后运动功能的一个之前未知的条件。

论文共同通讯作者、苏黎世联邦理工学院的Grégoire Courtine说，“我们希望我们的基因疗法能与我们其他涉及脊髓电刺激的程序协同发挥作用。我们认为，治疗脊髓损伤的完整解决方案需要两种方法---基因疗法和脊髓刺激疗法，前者用于重新生长相关神经纤维，后者则用于最大限度地提高这些神经纤维和损伤部位下面的脊髓产生运动的能力。”

虽然在这种基因疗法应用于人体之前还必须克服许多障碍，但是这些作者已经迈出了第一步，正在开发必要的技术，以便在未来几年实现这一壮举。（生物谷 Bioon.com）

参考资料：

1. Jordan W. Squair et al. Recovery of walking after paralysis by regenerating characterized neurons to their natural target region. Science, 2023, doi: 10.1126/science.adi6412.

2. Regeneration across complete spinal cord injuries reverses paralysis
https://actu.epfl.ch/news/regeneration-across-complete-spinal-cord-injurie-2/