生物活性材料可修复脊髓损伤
时间:2015-12-04 10:12 来源:首都医科大学 作者:李晓光研究团队 点击:次
近日，首都医科大学和北京航空航天大学双聘教授李晓光及其研究团队首次证明了“应用生物活性材料激活内源性干细胞修复脊髓损伤”，并采用全基因组表达谱分析方法阐明了机理，为截瘫这一世界性难题提供了科学依据。相关成果在线发表在《美国科学院院刊》（PNAS）上。 脊髓损伤（SCI）是中枢神经系统（CNS）的严重创伤，由于成年CNS损伤后微环境抑制轴突再生，且神经元内在再生能力较弱，长期以来被认为无法治愈。然而，近年研究发现成年CNS中存在处于休眠状态的神经干细胞（NSCs），保留有潜在的再生能力。因此，通过改变损伤局部微环境，可以促进脊髓损伤后的再生。 研究人员利用生物材料——载有神经营养因子-3（NT3）的壳聚糖，激活成年动物内源性神经干细胞，诱导其分化成功能性的神经元，并与宿主脊髓建立功能性神经环路，最终实现截瘫功能的恢复。这种方法避免了伦理纠纷、免疫排斥，并降低了发生肿瘤的风险，成为修复组织器官的理想办法。 为了了解其分子机制，研究人员在脊髓损伤后90天时间内，对损伤位点及吻侧和尾侧区域进行了一系列全面的转录组分析。利用加权基因共表达网络分析（WGCNA），他们确立了在脊髓损伤后不同时间响应各种病理事件的基因模块/程序。客观测量基因模块表达还揭示出新神经发生和血管发生增加，炎症反应减少是NT3-壳聚糖影响再生的关键。 在另一项研究中，研究人员将偶联NT3的壳聚糖材料插入到完全切断和切除的大鼠胸部脊髓5-mm缺口中，发现可引起受损脊髓中内源NSCs有力地活化。通过缓慢释放NT3，这一生物材料吸引NSCs迁移到损伤区域，分化为神经元，形成功能性神经网络，与切断的上行和下行轴突相互连接，导致感觉与运动行为恢复。 目前，李晓光研究团队研制的“脊髓重建管”已通过中国食品药品检定研究院的检测，各项指标符合ISO10993国际标准，并具备开展临床试验研究的基础条件。该团队正在解决临床试验前有关问题，力争尽快开展临床试验研究。 该研究的创新性在于利用生物材料激活内源性神经干细胞，避免了伦理纠纷和免疫排斥，降低了肿瘤风险，为脊髓损伤修复提供了新策略。三位国外同行（包括2013年诺贝尔生理或医学奖得主、斯坦福大学教授SüDHOF Thomas C.）于10月14日在《Science China》发表述评，高度评价了这项研究。 脊髓损伤修复和功能重建是尚未解决的世界级重大医学难题，关系到众多截瘫患者的救治和康复。如果该研究在临床治疗方面取得突破，众多脊髓截瘫患者有可能重新站起来。此外，支持脊髓损伤修复的生物材料及其技术，可催生生物医药领域新的支柱产业，并对康复医学产业和高新医用生物材料产业形成强大的辐射和带动作用。 参考文献： |
