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脊髓损伤再生微环境重建研究取得进展

来源:遗传发育所 2017-10-12 10:12

 

脊髓损伤(Spinal cord injury, SCI)导致损伤平面以下的运动和感觉功能丧失,脊髓损伤修复是世界性医学难题。中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武领导的再生医学团队,从事脊髓损伤再生修复与机理研究,在脊髓损伤后再生微环境重建的研究中取得了重要进展,研究成果近日以综述形式发表在National Science Review上。

脊髓损伤后会引发一系列生化级联反应,在损伤周围产生抑制神经再生的微环境。微环境里的多个信号分子陆续被科学家发现可抑制神经元轴突再生;2008年,戴建武团队发现脊髓损伤微环境存在抑制神经干细胞向神经元分化的信号分子,戴建武团队致力于通过功能生物材料重建脊髓再生微环境。研究人员突破了再生医学产品研制的关键核心技术,研制了“能够引导组织再生的生长因子特异结合的功能生物材料”和“能结合体外移植的干细胞与捕捉体内干细胞的功能胶原生物材料”。通过大鼠和比格犬全横断脊髓损伤动物模型,系统研究了上述功能生物材料对脊髓损伤后再生微环境的重建作用,取得了多项原创性成果,发现其可以抑制损伤后瘢痕的形成、引导神经有序再生、促进神经干细胞定向神经元分化,以及促进感觉和运动功能恢复。

同时,科研人员揭示了功能生物材料移植修复全横断脊髓损伤的机制。他们发现功能生物材料可重建再生微环境,拮抗髓鞘蛋白的神经再生抑制作用,从而诱导内源或移植的神经干细胞向神经元的分化。这些新生神经元通过损伤区形成神经桥接,传导神经信号,促进横断脊髓损伤动物神经功能恢复。戴建武认为,由内源或外源神经干细胞产生的神经元所形成的神经桥接,是以功能生物材料为基础的全横断脊髓损伤修复的主要机制。

2015年1月16日,戴建武再生医学团队在国际上首次开展了神经再生胶原支架结合细胞移植治疗陈旧性完全性脊髓损伤的临床研究。术中首次清理了瘢痕组织并移植了神经再生胶原支架,首批5例患者经过1年的安全性评估,未发现与瘢痕清理和神经再生胶原支架移植相关的严重不良反应。他们建立了严格的急性脊髓损伤的完全性判定标准,于2015年4月22日开展了功能生物材料移植治疗急性完全性脊髓损伤的临床研究。部分急性完全性脊髓损伤患者术后出现较明显的运动功能和大小便感觉的改善。在完全性陈旧性损伤患者中,同样发现部分患者出现感觉功能和运动功能的改善以及神经传导的恢复。他们开展的脊髓损伤临床研究近三年来,已入组陈旧性和急性完全性脊髓损伤病例70余例,这一目前世界上最大样本量的功能生物材料移植再生修复脊髓损伤的临床研究初步结果表明,功能生物材料移植可作为脊髓损伤病人重建再生微环境的安全的临床方法,显示了良好的临床应用前景。

研究工作得到中科院先导科技专项和中科院重点部署项目等的支持。(生物谷Bioon.com)

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