完全脊髓損傷（SCI）成人的橫切軸突不能再生，不同的分子可以部分促進或減弱軸突在發(fā)育過程中或損傷后的生長，但想有效逆轉這種再生是很難實現(xiàn)的。近日，加州大學洛杉磯分校、哈佛大學和瑞士聯(lián)邦理工學院找到了一種三管齊下的治療方法，它可以刺激軸突在嚙齒動物脊髓損傷后再生，這一發(fā)現(xiàn)有望恢復脊髓損傷患者的軸突連接。
8月29日，《Nature》雜志網(wǎng)絡版上發(fā)表了這項以“Required growth facilitators propel axon regeneration across complete spinal cord injury”為題的研究。
三管齊下
該研究的主要作者、加州大學洛杉磯分校（UCLA）大衛(wèi)格芬醫(yī)學院(David Geffen School of Medicine)的神經(jīng)生物學教授Michael Sofroniew表示:“我們的想法是通過三種截然不同的治療方法，來驗證這種組合能否可以刺激斷開的軸突在受損的脊髓中重新生長。”
之前的研究分別對這三種療法進行了測試，但從未同時進行。而事實證明，這種結合才是關鍵所在。
當人們脊髓損傷時，它會損傷軸突，并阻止大腦向損傷部位以下的神經(jīng)元發(fā)送信號。這會導致癱瘓和其他神經(jīng)功能的喪失，如膀胱控制和手部力量等。UCLA的方法可以為解決這個問題提供第一步。
根據(jù)Sofroniew的說法，幾十年的研究表明，我們的神經(jīng)纖維需要三個步驟才能生長：第一，基因編程來開啟軸突的生長；第二，纖維的分子路徑可以捕獲并生長；第三，蛋白質引誘軸突向特定方向生長。
當人類在子宮中發(fā)育時，這三個步驟都是活躍的。出生后，這些過程就停止了，但是控制生長程序的基因仍然在我們體內(nèi)“沉睡”。Sofroniew的目標是喚醒這些基因，然后用三管齊下的方法重新啟動整個過程。
結果喜人
首先，研究人員通過注射包裝在無害病毒中的治療方法重新激活了小鼠脊髓中的神經(jīng)細胞，這種治療方法最初是在哈佛大學(Harvard)神經(jīng)科學家何志剛(Zhigang He)的實驗室中研發(fā)出來的。
兩周后，加州大學洛杉磯分校的研究小組對這些動物進行了**，并切斷了它們脊髓下部的軸突。只有嚙齒類動物的后腿受到影響，它們?nèi)匀荒軌蚧顒雍瓦M食。
受傷兩天后，研究小組對病灶進行了第二次治療，以創(chuàng)造出軸突更傾向于生長的新路徑。最后，研究人員釋放了第三組被稱為化學引誘劑的分子。軸突嗅出了這些化學物質，這提供了一個目標——在這種情況下，脊髓組織殘留在傷疤的另一側。
當Sofroniew和他的同事檢查接受了三部分治療的老鼠的組織時，他們非常高興。
“不僅軸突在疤痕組織中生長得很健壯，” Sofroniew說，“而且許多纖維已經(jīng)滲透到病灶另一側剩余的脊髓組織中，并與那里的神經(jīng)元建立了新的連接。”
未接受聯(lián)合治療的動物在損傷部位無軸突再生。
為了驗證這一發(fā)現(xiàn)的可重復性，研究小組在加州大學洛杉磯分校的小鼠身上和瑞士神經(jīng)科學家Gregoire Courtine實驗室的大鼠身上重復了多次實驗，得到了同樣的結果。
當他們驗證新再生的軸突能否在活的動物身上進行電活動時，他們又得到了另一個驚喜。
Sofroniew說:“當我們在損傷部位上方用低電流刺激動物的脊髓時，再生的軸突在損傷部位以下傳導了20%的正常電活動。相比之下，未接受治療的動物沒有表現(xiàn)出任何癥狀。”
需要訓練
盡管這一發(fā)現(xiàn)表明新形成的連接可以在再損傷中傳遞信號，但嚙齒類動物的移動能力并沒有提高。對于Sofroniew來說，這一結果并不意外。
Sofroniew說:“我們希望這些再生的軸突就像在發(fā)育過程中新生長的軸突一樣活動，它們不會立即支持協(xié)同功能。就像新生兒必須學會走路一樣，損傷后再生的軸突在恢復功能之前需要訓練和練習。”
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