激活α9整合素表达促进脊髓损伤后感觉通路重建的功能恢复

本研究针对脊髓损伤(SCI)后感觉轴突再生障碍的难题，通过腺相关病毒(AAV)载体在感觉神经元中共表达整合素α9及其激活因子kindlin-1，成功实现感觉轴突跨越损伤区并延伸至脑干，重建长达5 cm的神经通路，恢复触觉和感觉行为。该研究为整合素疗法在长距离轴突再生中的应用提供了关键证据。

　　

脊髓损伤后神经功能恢复面临的核心挑战是中枢神经系统(CNS)轴突再生能力有限。尽管周围神经系统(PNS)损伤后轴突可自发再生，但CNS环境中的抑制性因素（如缺乏匹配的细胞外基质配体）导致感觉神经元无法重建与脑部的连接。这种再生障碍使得数百万脊髓损伤患者长期面临感觉功能障碍，而现有疗法难以实现长距离神经通路重建。

中国科学院生物物理研究所等机构的研究团队在《Acta Neuropathologica Communications》发表突破性研究，通过基因修饰技术激活感觉神经元的整合素信号通路，首次实现成年哺乳动物脊髓损伤后长达5 cm的感觉轴突再生。研究人员采用腺相关病毒(AAV1)载体在背根神经节(DRG)神经元中共同表达α9整合素（与内源性β1形成α9β1受体）及其激活因子kindlin-1，靶向结合损伤区高表达的tenascin-C配体。通过建立C4/T10节段脊髓背柱损伤模型，结合光片显微镜、免疫荧光和功能检测等技术，证实修饰后的感觉轴突能穿越纤维化瘢痕，沿非典型路径（背角灰质）再生至延髓，形成功能性突触并恢复触觉、温觉等行为功能。

关键技术方法包括：1）构建AAV1-SYN-α9-V5和AAV1-CMV-kindlin-1-GFP载体；2）建立雌性Lister-Hooded大鼠C4/T10脊髓背柱全横断模型；3）通过7T MRI和免疫组化验证损伤完整性；4）三维光片成像定量轴突再生；5）cFOS神经活化和VGLUT1/2突触标记检测功能连接；6）Von Frey机械刺激、Hargreaves热痛觉和胶带移除行为学测试。

主要研究结果：

AAVs高效转导DRG神经元
免疫染色显示α9和kindlin-1在DRG中的共转导效率达62-68%，覆盖所有感觉神经元亚型（NF200⁺机械感受器占25.3%，IB4⁺伤害感受器占33.8%，CGRP⁺温度感受器占62.2%）。

α9-K1轴突通过tenascin-C桥接结构再生
损伤区内，转导轴突沿GFAP^-/tenascin-C⁺的纤维组织桥生长，12周后穿越胸段损伤的轴突数量达849±64根，显著多于单独kindlin-1组（p=0.0012）。

轴突异常路径延伸至脑干
再生轴突未返回背柱白质，而是沿背角灰质边界上行，生长速度约0.5 mm/天，胸段至延髓（5 cm）需12周。共聚焦成像显示延髓周围存在V5⁺/GFP⁺轴突，但未侵入楔束核（cuneate nucleus）。

功能突触重建
电刺激坐骨神经后，α9-K1组损伤头侧脊髓cFOS⁺神经元比例显著升高（胸段44.38% vs GFP组7.75%，p<0.0001），超分辨显微术证实V5⁺终末与VGLUT1/2⁺突触小泡共定位。

感觉行为恢复
α9-K1组在术后6周显现功能改善：Von Frey机械阈值降低（p=0.0287），Hargreaves热撤回潜伏期缩短（p<0.0001），胶带移除时间减少（p=0.0107）。

该研究揭示了整合素信号轴（α9β1-tenascin-C）在克服CNS再生微环境抑制中的核心作用。通过基因编辑赋予感觉神经元"环境适配"的粘附受体，不仅激活了再生相关基因(RAGs)程序，还突破性地实现了临床相关距离（人类脊髓损伤典型长度2-5 cm）的轴突再生。尽管再生轴突未精确投射至原始靶区（楔束核），但通过激活脊髓固有神经环路仍实现感觉信息传递，这为开发非核团依赖的神经修复策略提供新思路。研究建立的AAV-整合素联合递送体系，为运动通路修复（需解决整合素轴突运输障碍）及其他神经退行性疾病的治疗奠定技术基础。