科学家揭示NT3壳聚糖支架促进脊髓损伤区神经环路重建机制，有望为脊髓损伤患者提供新的治疗方案

最新出版的国际著名学术期刊《神经生物学进展》刊发了同济大学附属上海市第四人民医院宋建人教授团队与首都医科大学基础医学院李晓光教授团队合作成果。该成果以题为《NT 3-壳聚糖支架重建成年大鼠脊髓损伤后新生神经元的环路》“Circuit reconstruction of newborn neurons after spinal cord injury in adult rats via an NT3-chitosan scaffold”的研究论文进行了报道。文章的第一署名单位为上海四院脑功能与人工智能转化研究所。

据悉，这一研究为脊髓损伤患者的恢复治疗提供理论基础，并为在临床上使用生物活性材料提供理论依据，有望在临床上给予脊髓损伤患者新的治疗措施，并为该类患者带来康复希望。

据宋建人教授介绍，该研究成果鉴定了损伤部位新生神经元(NNLA)的神经元类型，确定了新生神经元可以接收来自大脑多个区域的突触连接，揭示了损伤部位局部脊髓神经环路的重建情况，并证明了损伤平面下方的神经环路具有可塑性。

研究团队采用成年大鼠脊髓损伤模型进行生物学研究。首先，研究者利用免疫荧光组化系统地描述了损伤区域增殖细胞的细胞命运，发现损伤部位新生神经元亚型的分类与正常脊髓内神经元分类相似。随后使用顺行示踪病毒分别标记皮质脊髓束(CST)与红核脊髓束(RST)，发现CST和RST分别与损伤区域的SATB1中间神经元或VGluT3中间神经元形成连接。为了探究新生神经元能否整合到脊髓并重建脊髓神经网络，研究者将逆行跨多突触病毒注入胫前肌，发现损伤后NT3-壳聚糖支架的植入促进了不同亚型NNLA的形成，同时不同亚型的NNLA也可作为中继站以重新连接脑脊髓网络。为了进一步探究具有中继功能的NNLA如何与损伤后的脊髓进行神经环路整合，研究者在同一区域先后注射顺行示踪病毒与逆行跨单突触狂犬病毒，发现NNLA能够分别接收来自损伤近端(rostral)神经元、大脑皮层神经元与皮层下中枢神经元的单突触输入。随后研究者利用免疫荧光组化与霍乱毒素亚型B(CTB)探究NT-3壳聚糖支架能否改善腰段运动神经元的形态与突触输入，发现损伤后NT3-壳聚糖支架的植入可有效改善腰段运动神经元的树突数量及长度，并在一定程度上恢复兴奋性突触输入，平衡兴奋性-抑制性突触输入。

保证运动神经元和肌肉间信号正常传递的关键是维持神经肌肉接头(NMJ)的结构与功能。在本研究中，研究团队发现相较于对照组，脊髓损伤后NT3-壳聚糖支架的植入可有效改善NMJ的形态。同时，研究团队还检测了肌电情况，发现NT3-壳聚糖支架的植入增加了MEPP的频率与振幅，这表明神经-肌肉信号传递的能力在治疗后得以恢复，进一步提高了后肢肌肉的收缩能力。这一研究发现为脊髓损伤患者的临床治疗带来了新的希望。

通讯员 陈霞琼 肖鑫 新民晚报记者 左妍