南通大學于彬、湯欣研究團隊：脊髓損傷治療策略研究進展丨Engineering
南通大學于彬、湯欣研究團隊：脊髓損傷治療策略研究進展丨Engineering
engineering2015
《Engineering》是中國工程院院刊主刊，工程類綜合性期刊，旨在為全球提供一個高水平的工程科技重大成果發(fā)布交流平臺，報道全球工程前沿，促進工程科技進步，服務社會、造福人類。中國科技期刊卓越行動計劃領軍期刊。 中英文出版，全文開放獲取。
本文選自中國工程院院刊《Engineering》2022年第13卷 ，原文出自：A Brief Summary of Current Therapeutic Strategies for Spinal Cord Injury
引言
脊髓損傷（SCI）對患者的生活來說是一種災難性的疾病。受損的脊髓會破壞腦-脊髓神經元環(huán)路，導致相關功能缺失。SCI的發(fā)病過程是一個漸進、復雜的過程。很多臨床試驗嘗試促進SCI后神經再生和功能恢復，但效果并不理想。近年來，隨著轉錄組測序和生物材料的發(fā)展，研究者一直在努力探索新型高效的SCI治療方法。因此，南通大學于彬、湯欣研究團隊從損傷微環(huán)境、神經環(huán)路和生物材料支架等方面綜述了近年來SCI修復的最新進展，并展望SCI治療的未來發(fā)展方向，包括靶向microRNA治療、血管干預以及多種方法聯(lián)合治療策略?？傊?，本研究旨在為該領域的研究提供新見解，并為SCI的治療鋪平道路。
全球約有300萬人患有創(chuàng)傷性脊髓損傷（SCI），每年有25~50萬新發(fā)病例。 SCI是一種嚴重的致殘性疾病，往往導致運動和感覺神經元缺陷，不僅會降低患者的生活質量，還會帶來相當大的經濟和社會負擔 。人們在探索SCI的有效治療方法方面做出了巨大的努力。然而， 由于SCI后的病理生理機制非常復雜， 目前的治療預后較差，功能恢復程度有限 。因此，闡明SCI的細胞和分子機制將為制定提高神經再生能力及其可塑性的新策略奠定基礎。
簡單來說， SCI的病理生理過程包含三個連續(xù)的階段，包括原發(fā)性損傷、繼發(fā)性損傷以及最終的慢性損傷階段 。物理創(chuàng)傷引發(fā)脊髓的機械破壞導致局部神經元和少突膠質細胞損傷，病變區(qū)域的血管和血脊髓屏障（BSCB）被破壞。這些事件觸發(fā)多因素繼發(fā)性損傷級聯(lián)反應，并持續(xù)數(shù)周。在這個階段，免疫細胞浸潤損傷部位，釋放炎性細胞因子。炎癥反應導致進一步的神經元和膠質細胞死亡，最后在慢性期，反應性星形膠質細胞、小膠質細胞/巨噬細胞和細胞外基質分子形成密集的膠質瘢痕，阻礙軸突再生。
損傷誘導的損傷區(qū)域抑制性微環(huán)境和內在再生能力的缺乏阻礙了SCI后軸突的成功再生 。研究者進行了大量的研究，旨在改善SCI的神經再生和神經修復。這些治療包括非藥物治療、藥物治療、基因治療、細胞治療和生物材料治療。神經營養(yǎng)因子，如神經營養(yǎng)因子-3（NT-3）、腦源性神經營養(yǎng)因子（BDNF）和神經生長因子（NGF），可以調節(jié)神經元存活、軸突生長、突觸可塑性和神經傳遞。神經營養(yǎng)因子對SCI的修復作用依賴于神經營養(yǎng)因子類型、給藥方式、位置和時間。例如，NT-3的表達支持皮質脊髓束（CST）的生長和軸突可塑性、改變運動神經元（MN）的突觸傳遞、改善腰椎局部神經環(huán)路，并促進SCI后神經干細胞（NSC）的增殖和分化。
研究發(fā)現(xiàn)， 脊髓持續(xù)退化可能會限制SCI后12周NT-3的促進再生能力 。各種細胞類型的細胞治療現(xiàn)已應用于SCI，包括胚胎干細胞（ESC）、NSC、間充質干細胞（MSC）、誘導多能干細胞（iPSC）、嗅鞘細胞（OEC）、雪旺細胞（Schwann cell）等。細胞治療結合生物因子或生物材料可以替代丟失的細胞，提供神經營養(yǎng)因子、調節(jié)病變微環(huán)境、促進SCI后軸突再生。此外， 影響神經環(huán)路活性的神經調節(jié)技術（如無創(chuàng)磁刺激或電刺激）已被用于促進SCI后的神經再生和損傷修復 。
一般來說， 這些治療遵循三個主要方向 ： ① 提供一個有利的微環(huán)境，減少阻止軸突出芽的排斥屏障； ② 重建受損的神經環(huán)路，促進功能恢復； ③ 提供脊髓樣組織移植物，支持和引導軸突再生（圖1）。在本研究中， 南通大學于彬、湯欣研究團隊就這三個方面簡要介紹脊髓損傷治療的最新成果 。同時，針對今后SCI的有效治療提出了幾個重要方向。
圖1. 目前SCI治療方法示意圖。
研究表明，在探索能夠顯著促進SCI后功能恢復的治療策略上，還有很長的路要走。雖然未來仍需開展更多的相關工作，但目前良好的研究基礎和臨床神經科學研究為SCI后的軸突再生和功能恢復提供了巨大的希望。因此， 本研究期望通過對當前的SCI治療方法進行綜述，以便開發(fā)出更有效的治療方法，實現(xiàn)SCI后功能性神經再生 （圖2）。
圖2. 未來SCI綜合治療方法示意圖。LncRNA：長鏈非編碼RNA。
關鍵詞：脊髓損傷；微環(huán)境；神經環(huán)路；生物材料支架
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原文鏈接：http://www.engineering.org.cn/ch/10.1016/j.eng.2021.07.018
以上內容來自：Chun Yao, Xin Tang, Yuqi Cao, Xuhua Wang, Bin Yu. A Brief Summary of Current Therapeutic Strategies for Spinal Cord Injury [J]. Engineering, 2022, 13(6): 46-52.