我國科學家揭示脊髓損傷區(qū)神經(jīng)環(huán)路重建新機制

(資料圖)

記者從同濟大學附屬上海市第四人民醫(yī)院獲悉，由該院宋建人教授團隊與首都醫(yī)科大學基礎醫(yī)學院李曉光教授團隊，聯(lián)合完成的一項名為“NT3-殼聚糖支架重建成年大鼠脊髓損傷后新生神經(jīng)元的環(huán)路”的研究成果，發(fā)表在最新出版的國際學術期刊《神經(jīng)生物學進展》上。該成果將為脊髓損傷患者的恢復治療提供理論基礎，并為在臨床上使用生物活性材料提供理論依據(jù)，有望在臨床上給予脊髓損傷患者新的治療措施。

據(jù)宋建人教授介紹，該研究成果鑒定了損傷部位新生神經(jīng)元(NNLA)的神經(jīng)元類型，確定了新生神經(jīng)元可以接收來自大腦多個區(qū)域的突觸連接，揭示了損傷部位局部脊髓神經(jīng)環(huán)路的重建情況，并證明了損傷平面下方的神經(jīng)環(huán)路具有可塑性。

研究團隊采用成年大鼠脊髓損傷模型進行生物學研究。首先，研究者利用免疫熒光組化系統(tǒng)地描述了損傷區(qū)域增殖細胞的細胞命運，發(fā)現(xiàn)損傷部位新生神經(jīng)元亞型的分類與正常脊髓內神經(jīng)元分類相似。隨后使用順行示蹤病毒分別標記皮質脊髓束(CST)與紅核脊髓束(RST)，發(fā)現(xiàn)CST和RST分別與損傷區(qū)域的SATB1中間神經(jīng)元或VGluT3中間神經(jīng)元形成連接。為了探究新生神經(jīng)元能否整合到脊髓并重建脊髓神經(jīng)網(wǎng)絡，研究者將逆行跨多突觸病毒注入脛前肌，發(fā)現(xiàn)損傷后NT3-殼聚糖支架的植入促進了不同亞型NNLA的形成，同時不同亞型的NNLA也可作為中繼站以重新連接腦脊髓網(wǎng)絡。為進一步探究具有中繼功能的NNLA如何與損傷后的脊髓進行神經(jīng)環(huán)路整合，研究者在同一區(qū)域先后注射順行示蹤病毒與逆行跨單突觸狂犬病毒，發(fā)現(xiàn)NNLA能夠分別接收來自損傷近端神經(jīng)元、大腦皮層神經(jīng)元與皮層下中樞神經(jīng)元的單突觸輸入。

研究結果表明，損傷后NT3-殼聚糖支架的植入可有效改善腰段運動神經(jīng)元的樹突數(shù)量及長度，并在一定程度上恢復興奮性突觸輸入，平衡興奮性-抑制性突觸輸入。

保證運動神經(jīng)元和肌肉間信號正常傳遞的關鍵是維持神經(jīng)肌肉接頭(NMJ)的結構與功能。研究團隊發(fā)現(xiàn)相較于對照組，脊髓損傷后NT3-殼聚糖支架的植入可有效改善NMJ的形態(tài)。研究團隊還發(fā)現(xiàn)，神經(jīng)-肌肉信號傳遞的能力在治療后得以恢復，進一步提高了后肢肌肉的收縮能力。

相關學者認為，這一研究發(fā)現(xiàn)為脊髓損傷患者的臨床治療帶來了新的希望。

關鍵詞： 脊髓損傷 運動神經(jīng)元 研究成果 中間神經(jīng)元 脊髓神經(jīng)