纳米颗粒联合埃坡霉素D干预改善慢性颈段脊髓损伤的运动功能与神经再生

本期推荐一项针对慢性脊髓损伤（SCI）的创新性组合治疗研究。该研究通过急性期给予无载药聚乳酸-羟基乙酸共聚物（PLG）纳米颗粒（NPs）调控炎症，慢性期植入多通道PLG桥梁并提供微管稳定剂埃坡霉素D（epoD），成功在小鼠慢性颈段半切模型中证实该组合策略可协同减少瘢痕形成、促进轴突再生与髓鞘修复，并显著改善运动功能与神经肌肉接头（NMJ）支配，为多靶点治疗SCI提供了强有力证据。

　　

脊髓损伤（Spinal Cord Injury, SCI）是中枢神经系统最严重的创伤之一，常导致损伤平面以下感觉与运动功能的永久性丧失。这一毁灭性后果源于损伤瞬间的物理撞击，更源于后续一系列复杂的次级损伤过程：大量循环髓系细胞被招募至损伤部位，释放炎性因子，加剧细胞死亡；随后成纤维细胞和星形胶质细胞迁移形成胶质瘢痕，虽能限制炎症扩散，却也物理阻隔了轴突的再生；加之中枢神经系统神经元内在再生能力低下及髓鞘碎片的抑制性环境，使得功能恢复困难重重。尽管针对炎症、瘢痕或轴突生长等单个环节的治疗策略层出不穷，但单一手段的成效始终有限。因此，开发能同时应对多环节障碍的组合疗法，已成为脊髓损伤修复领域迫在眉睫的需求。

在此背景下，Sarah E. Hocevar、Brian C. Ross等研究人员在《Neurotherapeutics》上发表了一项研究，他们巧妙地将三种策略融为一体：利用纳米颗粒（Nanoparticles, NPs）调控急性期炎症，借助多通道生物材料桥梁提供再生支架并切除慢性瘢痕，应用微管稳定剂埃坡霉素D（Epothilone D, epoD）促进轴突生长，旨在全面突破慢性脊髓损伤的修复困境。

本研究主要采用了以下关键技术方法：使用气体发泡技术制备了具有微孔结构和九条引导通道的多通道PLG桥梁；通过超声乳化法制备了粒径约584.6 nm、带负电荷的PLG纳米颗粒；建立了小鼠慢性C5颈段半切损伤模型，并于损伤后4周进行二次手术切除瘢痕并植入桥梁；通过尾静脉注射给予NPs，腹腔注射给予epoD；采用水平梯梁测试评估运动功能；并运用免疫组织化学染色、Ilastik机器学习图像分析与Cellprofiler量化软件对轴突再生、髓鞘形成、瘢痕面积及神经肌肉接头支配进行了精确定量分析。

纳米颗粒改善慢性颈段损伤后的运动功能

研究人员首先验证了NPs在慢性颈段模型中的有效性。结果显示，在损伤急性期和桥梁植入术后均接受NP治疗的小鼠，在梯梁测试中的正确爪步放置显著多于对照组，错误步数显著减少。特别是在桥梁植入后一周（损伤后35天），NP治疗组的运动功能优势最为明显，表明NPs在调控二次手术引发的急性炎症中发挥了关键作用。

埃坡霉素D减少瘢痕组织形成

接着，研究探索了NPs与epoD的协同效应。免疫染色分析发现，无论是否联合NPs，接受epoD治疗的小鼠在损伤4周后，其纤维连接蛋白（标记纤维性瘢痕）和胶质纤维酸性蛋白（GFAP，标记胶质瘢痕）的阳性面积均显著小于未接受epoD的对照组。这表明epoD能有效抑制慢性期瘢痕组织的形成，为轴突再生创造了更宽松的微环境。

埃坡霉素D改善轴突再生

在损伤后12周，所有实验组均观察到神经丝蛋白200（NF200）阳性的轴突 robust 长入PLG桥梁内，但各组间轴突数量无显著差异。然而，在髓鞘再生方面，组合治疗展现出独特优势：同时接受NPs和epoD的小鼠，其桥区内由少突胶质细胞（MBP⁺P0^-）髓鞘化的轴突面积显著多于仅接受NPs或epoD单一的组。各组在施万细胞（MBP⁺P0⁺）髓鞘化方面无显著差异。这表明NP与epoD的组合能特异性地促进中枢髓鞘的修复。

埃坡霉素D改善慢性损伤中的NMJ神经支配

研究人员进一步分析了治疗对运动功能终端的影响。发现epoD治疗（无论是否联合NPs）能显著提高前肢屈肌中运动终板的保留率以及肩胛提肌和屈肌中神经肌肉接头（NF200与α-银环蛇毒素共标）的支配率。而NPs单独使用则无此效应。这提示epoD通过促进轴突再生和维持，有效改善了损伤远端效应器的神经再支配。

纳米颗粒与埃坡霉素D组合治疗增强运动功能恢复

最终的行为学分析证实了组合疗法的卓越效果。在损伤后112天，同时接受NPs（两次手术後）和epoD治疗的小鼠，其梯梁测试正确步数最多，错误步数最少，运动功能恢复程度显著优于其他各组。值得注意的是，仅在首次损伤后接受NPs治疗（第二次手术後接受PBS）并结合epoD的小鼠，其功能恢复也优于仅接受epoD的组，这突显了在损伤急性期用NPs调控炎症对长期功能恢复的持久积极影响。

本研究得出结论：针对慢性颈段脊髓损伤的多靶点组合治疗策略——即在急性期利用NPs调节免疫炎症反应，在慢性期通过手术植入多通道桥梁切除 inhibitory 瘢痕并提供引导支架，并辅以能穿透血脊髓屏障的微管稳定剂epoD来促进轴突生长和维持——能够协同作用，有效减少胶质瘢痕、促进轴突再生与中枢髓鞘修复、改善神经肌肉接头再支配，并最终最大程度地促进运动功能的恢复。

其重要意义在于：该研究不仅验证了NPs在慢性损伤及二次手术情境下的治疗价值，还首次将epoD的应用拓展至慢性脊髓损伤的治疗窗口，并揭示了NP与epoD联合使用的协同增效作用。它强有力地证明了同时干预脊髓损伤后的多个关键病理环节（炎症、瘢痕、轴突再生障碍）是实现功能恢复的有效途径。这项研究为开发治疗慢性脊髓损伤的临床组合疗法提供了重要的临床前证据和全新的思路。