《Science》科学家再生了神经元，恢复小鼠脊髓损伤瘫痪后的行走能力

在一项针对老鼠的新研究中，来自加州大学洛杉矶分校、瑞士联邦理工学院和哈佛大学的一组研究人员发现了脊髓损伤后恢复功能活动的关键成分。神经科学家已经证明，将特定神经元重新生长到其自然目标区域会导致恢复，而随机再生则无效。

　　

当小鼠和人类的脊髓部分受损时，最初的瘫痪之后是广泛的、自发的运动功能恢复。然而，在完全性脊髓损伤后，脊髓的这种自然修复不会发生，也不会恢复。严重损伤后有意义的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2018年发表在《Nature》杂志上的一项研究中，研究小组确定了一种治疗方法，可以触发轴突——连接神经细胞并使它们能够交流的微小纤维——在啮齿动物脊髓损伤后再生。但是，即使这种方法成功地导致了严重脊髓损伤轴突的再生，实现功能恢复仍然是一个重大挑战。

在本周（2023年9月22日）发表在《Science》杂志上的这项新研究中，研究小组旨在确定，在小鼠脊髓损伤后，将轴突从特定的神经亚群引导到其自然目标区域的再生，是否会导致有意义的功能恢复。他们首先使用先进的遗传分析来识别神经细胞群，使部分脊髓损伤后的行走能力得到改善。

神经恢复中心中枢神经系统再生的主任、威斯生物和神经工程中心的科学家、该研究的通讯作者 Mark Anderson说:“五年前，我们证明了神经纤维可以在解剖完整的脊髓损伤中再生。但我们也意识到，这还不足以恢复运动功能，因为新的纤维无法连接到病变另一侧的正确位置。”

与加州大学洛杉矶分校和哈佛医学院的同行合作，科学家们在日内瓦的EPFL校园生物技术设施中使用了最先进的设备，进行了深入的分析，并确定了哪一种神经元参与了部分脊髓损伤后的自然脊髓修复。该研究的第一作者Jordan Squair说:“我们使用单细胞核RNA测序的观察结果不仅暴露了必须再生的特定轴突，而且还揭示了这些轴突必须重新连接到它们的自然目标以恢复运动功能。”

走向多种方法的结合

他们的发现为多管齐下的基因疗法的设计提供了信息。科学家们激活了老鼠体内已识别的神经元的生长程序，使其神经纤维再生，上调特定蛋白质，以支持神经元在损伤核心的生长，并给予引导分子，以吸引再生的神经纤维到达损伤下方的自然目标。Squair说:“我们受到大自然的启发，设计了一种治疗策略，复制了部分损伤后自发发生的脊髓修复机制。”

解剖上完全脊髓损伤的小鼠恢复了行走能力，其步态模式与部分损伤后恢复自然行走的小鼠的步态模式相似。这一观察结果揭示了再生疗法在神经损伤后成功恢复运动功能的一个以前未知的条件。作者说：“我们希望我们的基因疗法能与其他包括脊髓电刺激的疗法协同作用，我们认为，治疗脊髓损伤的完整解决方案需要两种方法——基因疗法使相关神经纤维再生，脊髓刺激使这些纤维和受伤部位下方的脊髓产生运动的能力最大化。”

虽然在这种基因疗法应用于人类之前还需要克服许多障碍，但科学家们已经迈出了第一步，朝着在未来几年实现这一壮举所必需的技术发展。

Recovery of walking after paralysis by regenerating characterized neurons to their natural target region