近日,《自然》雜志旗下的《信號轉導與靶向治療》雜志在線發表了北京航空航天大學生物與醫學工程學院、北京市生物醫學工程高精尖創新中心及首都醫科大學雙聘教授李曉光團隊在陳舊性脊髓損傷修復領域取得的新突破。
脊髓損傷會導致損傷平面以下自主運動功能和感覺功能的永久性缺失,如何實現有效的脊髓損傷治療及修復仍然是神經科學領域最艱巨的挑戰之一。李曉光教授團隊采用天然生物材料殼聚糖復合神經營養因子NT-3構建了一種新型生物活性材料,于2015年至2018年間在《美國科學院院刊》發表了一系列嚙齒類及靈長類動物急性脊髓損傷修復的研究,證明了該材料具有良好的治療效果。然而,臨床上大多數脊髓損傷患者均為陳舊性脊髓損傷,在損傷區由髓鞘及細胞碎片、星形膠質細胞、少突膠質細胞、小神經膠質細胞、成纖維細胞以及細胞外基質組成的瘢痕會形成物理與化學屏障,阻礙受損軸突的再生。以上急性脊髓損傷修復研究所建立的方法及得到的結論能否應用于陳舊性脊髓損傷修復尚未可知。
為了有效修復陳舊性脊髓損傷,研究團隊采用無創的彌散張量成像方法來監測陳舊性脊髓損傷大鼠病變區域的時空變化,隨后,通過影像學結果指導病變區囊性組織的吸除和實體疤痕組織的修剪以清除病變核心,并在此基礎上植入了剛性管狀生物活性材料支架或注入凝膠狀生物活性材料。
通過影像學、病理學、行為學和電生理學分析,科研團隊觀察到被修剪疤痕的動物產生與之前急性脊髓損傷修復類似的效果,兩種不同劑型的生物活性材料均可以誘導皮質脊髓束(CST)的軸突生長、穩定的神經功能恢復等。相反,在不修剪疤痕的情況下,僅吸除囊性組織后注射生物活性材料,卻無法產生有效的神經再生。
該研究結果證明了疤痕修剪在陳舊性脊髓損傷治療中的重要性,證實了該團隊開發的生物活性材料對陳舊性脊髓損傷后組織再生的促進作用,為后續該材料在脊髓損傷亞急性和慢性患者中開展臨床試驗奠定了基礎。