南通大学于彬、汤欣研究团队：脊髓损伤治疗策略研究进展丨Engineering
南通大学于彬、汤欣研究团队：脊髓损伤治疗策略研究进展丨Engineering
engineering2015
《Engineering》是中国工程院院刊主刊，工程类综合性期刊，旨在为全球提供一个高水平的工程科技重大成果发布交流平台，报道全球工程前沿，促进工程科技进步，服务社会、造福人类。中国科技期刊卓越行动计划领军期刊。 中英文出版，全文开放获取。
本文选自中国工程院院刊《Engineering》2022年第13卷 ，原文出自：A Brief Summary of Current Therapeutic Strategies for Spinal Cord Injury
引言
脊髓损伤（SCI）对患者的生活来说是一种灾难性的疾病。受损的脊髓会破坏脑-脊髓神经元环路，导致相关功能缺失。SCI的发病过程是一个渐进、复杂的过程。很多临床试验尝试促进SCI后神经再生和功能恢复，但效果并不理想。近年来，随着转录组测序和生物材料的发展，研究者一直在努力探索新型高效的SCI治疗方法。因此，南通大学于彬、汤欣研究团队从损伤微环境、神经环路和生物材料支架等方面综述了近年来SCI修复的最新进展，并展望SCI治疗的未来发展方向，包括靶向microRNA治疗、血管干预以及多种方法联合治疗策略。总之，本研究旨在为该领域的研究提供新见解，并为SCI的治疗铺平道路。
全球约有300万人患有创伤性脊髓损伤（SCI），每年有25~50万新发病例。 SCI是一种严重的致残性疾病，往往导致运动和感觉神经元缺陷，不仅会降低患者的生活质量，还会带来相当大的经济和社会负担 。人们在探索SCI的有效治疗方法方面做出了巨大的努力。然而， 由于SCI后的病理生理机制非常复杂， 目前的治疗预后较差，功能恢复程度有限 。因此，阐明SCI的细胞和分子机制将为制定提高神经再生能力及其可塑性的新策略奠定基础。
简单来说， SCI的病理生理过程包含三个连续的阶段，包括原发性损伤、继发性损伤以及最终的慢性损伤阶段 。物理创伤引发脊髓的机械破坏导致局部神经元和少突胶质细胞损伤，病变区域的血管和血脊髓屏障（BSCB）被破坏。这些事件触发多因素继发性损伤级联反应，并持续数周。在这个阶段，免疫细胞浸润损伤部位，释放炎性细胞因子。炎症反应导致进一步的神经元和胶质细胞死亡，最后在慢性期，反应性星形胶质细胞、小胶质细胞/巨噬细胞和细胞外基质分子形成密集的胶质瘢痕，阻碍轴突再生。
损伤诱导的损伤区域抑制性微环境和内在再生能力的缺乏阻碍了SCI后轴突的成功再生 。研究者进行了大量的研究，旨在改善SCI的神经再生和神经修复。这些治疗包括非药物治疗、药物治疗、基因治疗、细胞治疗和生物材料治疗。神经营养因子，如神经营养因子-3（NT-3）、脑源性神经营养因子（BDNF）和神经生长因子（NGF），可以调节神经元存活、轴突生长、突触可塑性和神经传递。神经营养因子对SCI的修复作用依赖于神经营养因子类型、给药方式、位置和时间。例如，NT-3的表达支持皮质脊髓束（CST）的生长和轴突可塑性、改变运动神经元（MN）的突触传递、改善腰椎局部神经环路，并促进SCI后神经干细胞（NSC）的增殖和分化。
研究发现， 脊髓持续退化可能会限制SCI后12周NT-3的促进再生能力 。各种细胞类型的细胞治疗现已应用于SCI，包括胚胎干细胞（ESC）、NSC、间充质干细胞（MSC）、诱导多能干细胞（iPSC）、嗅鞘细胞（OEC）、雪旺细胞（Schwann cell）等。细胞治疗结合生物因子或生物材料可以替代丢失的细胞，提供神经营养因子、调节病变微环境、促进SCI后轴突再生。此外， 影响神经环路活性的神经调节技术（如无创磁刺激或电刺激）已被用于促进SCI后的神经再生和损伤修复 。
一般来说， 这些治疗遵循三个主要方向 ： ① 提供一个有利的微环境，减少阻止轴突出芽的排斥屏障； ② 重建受损的神经环路，促进功能恢复； ③ 提供脊髓样组织移植物，支持和引导轴突再生（图1）。在本研究中， 南通大学于彬、汤欣研究团队就这三个方面简要介绍脊髓损伤治疗的最新成果 。同时，针对今后SCI的有效治疗提出了几个重要方向。
图1. 目前SCI治疗方法示意图。
研究表明，在探索能够显著促进SCI后功能恢复的治疗策略上，还有很长的路要走。虽然未来仍需开展更多的相关工作，但目前良好的研究基础和临床神经科学研究为SCI后的轴突再生和功能恢复提供了巨大的希望。因此， 本研究期望通过对当前的SCI治疗方法进行综述，以便开发出更有效的治疗方法，实现SCI后功能性神经再生 （图2）。
图2. 未来SCI综合治疗方法示意图。LncRNA：长链非编码RNA。
关键词：脊髓损伤；微环境；神经环路；生物材料支架
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原文链接：http://www.engineering.org.cn/ch/10.1016/j.eng.2021.07.018
以上内容来自：Chun Yao, Xin Tang, Yuqi Cao, Xuhua Wang, Bin Yu. A Brief Summary of Current Therapeutic Strategies for Spinal Cord Injury [J]. Engineering, 2022, 13(6): 46-52.