PNAS揭示了室管膜细胞和星形胶质细胞在脊髓损伤修复中的谱系可塑性差异

在最近发表在《美国科学院院刊》上的一项研究中，中国科学院遗传与发育生物学研究所的研究人员探索了脊髓损伤修复背后的再生机制。该研究提供了令人信服的证据，证明成年灵长类脊髓损伤中室管膜细胞的再生能力有限，并强调了星形胶质细胞的转分化潜力。

　　

脊髓损伤（SCI）仍然是最具破坏性的医疗条件之一，严重影响生活质量，往往导致终身残疾。中枢神经系统（CNS）的再生能力有限，这给脊髓损伤的治疗带来了重大挑战，因为一旦脊髓受损，恢复变得越来越困难。

在发育过程中，脊髓中的神经干细胞分化成各种神经细胞，形成复杂的神经回路。随着脊髓的成熟，这些祖细胞失去了再生潜能，使成年脊髓组织在损伤后的恢复能力降低。鉴定成人脊髓中具有不同谱系潜力的内源性干细胞对于推进脊髓损伤的修复策略至关重要。

在美国国家科学院院刊最近发表的一项研究中，来自中国科学院遗传与发育生物学研究所的戴建武和赵燕楠探索了脊髓损伤修复背后的再生机制。

通过构建人类脊髓发育和恒河猴脊髓损伤单细胞转录组数据库，为全面分析脊髓细胞行为奠定基础。他们对灵长类动物和啮齿动物脊髓的跨物种研究揭示了脊髓损伤后室管膜和星形胶质细胞行为的新见解，强调了它们在脊髓修复中的动态作用。

研究小组发现，在脊髓发育过程中，室管膜细胞成熟并逐渐失去其神经祖细胞特性，仅保留有限的增殖能力。损伤后，室管膜细胞表现出最小的激活，没有明显的增殖或跨谱系分化。重要的是，该研究揭示了灵长类动物脊髓损伤后室管膜细胞的反应性明显低于啮齿类动物，这表明灵长类动物的再生潜力更有限。

相反，受损脊髓中的星形胶质细胞表现出明显的激活。通过单细胞和谱系追踪分析，研究人员发现一些星形胶质细胞可以在损伤诱导的条件下转分化为少突胶质细胞，从而促进髓鞘再生过程。进一步的研究发现星形胶质细胞中存在一个中间群体，其中SOX10等关键转录因子促进星形胶质细胞转化为少突胶质细胞谱系细胞。

为了增强再生过程，研究小组将功能材料移植到损伤微环境中。这种干预显著提高了星形胶质细胞向少突胶质细胞转分化的效率，表明材料移植不仅减轻了损伤部位的抑制作用，而且为促进髓鞘再生创造了有利条件。

本研究提供了令人信服的证据，证明成年灵长类脊髓损伤中室管膜细胞的再生能力有限，并强调了星形胶质细胞的转分化潜力。此外，该研究强调了微环境调节如何提高星形胶质细胞介导的修复效率，为未来的SCI治疗提供了一种有希望的方法。