当小鼠和人类的脊髓部分受损时，最初的瘫痪之后是运动功能的广泛自发恢复。然而，脊髓完全损伤后，脊髓的这种自然修复不会发生，也不会恢复。严重损伤后有意义的恢复需要促进神经纤维再生的策略，但这些策略成功恢复运动功能的必要条件仍然难以捉摸。

“五年前，我们证明神经纤维可以在解剖学上完整的脊髓损伤中再生，”该研究的资深作者马克·安德森说。“但我们也意识到这不足以恢复运动功能，因为新纤维无法连接到病变另一侧的正确位置。” 安德森是 .NeuroRestore 中枢神经系统再生部门的主任，也是 Wyss 生物和神经工程中心的科学家。

科学家们与加州大学洛杉矶分校和哈佛医学院的同行合作，利用日内瓦洛桑联邦理工学院生物技术园区最先进的设备进行深入分析，并确定哪种类型的神经元参与自然脊髓修复部分脊髓损伤后。

该研究的第一作者 Jordan Squair 表示：“我们使用单细胞核 RNA 测序进行的观察不仅揭示了必须再生的特定轴突，而且还揭示了这些轴突必须重新连接到它们的自然目标才能恢复运动功能。” 该团队的研究结果发表在《科学》杂志上。

采取多种方法的组合

他们的发现为多管齐下的基因疗法的设计提供了信息。科学家们激活了小鼠中已识别神经元的生长程序，以再生其神经纤维，上调特定蛋白质以支持神经元通过病变核心的生长，并施用引导分子以将再生神经纤维吸引到损伤下方的自然目标。

斯奎尔说：“当我们设计一种治疗策略时，我们受到了大自然的启发，该策略可以复制部分损伤后自发发生的脊髓修复机制。”

脊髓解剖学上完全损伤的小鼠恢复了行走能力，其步态模式与部分损伤后恢复自然行走的小鼠的步态模式类似。这一观察揭示了一种以前未知的再生疗法在神经外伤后成功恢复运动功能的条件。

该研究的资深作者、与 Jocelyne Bloch 一起领导 .NeuroRestore 的 Grégoire Courtine 表示：“我们希望我们的基因疗法能够与涉及脊髓电刺激的其他手术发挥协同作用。”

“我们相信，治疗脊髓损伤的完整解决方案需要两种方法：基因治疗以重新生长相关神经纤维，以及脊髓刺激以最大限度地提高这些纤维和损伤下方的脊髓产生运动的 能力。”

虽然在将这种基因疗法应用于人类之前还必须克服许多障碍，但科学家们已经朝着开发在未来几年实现这一壮举所需的技术迈出了第一步。