脊髓損傷（Spinal Cord Injury，SCI）是一種常見的嚴重中樞神經系統損傷，現時仍是當今醫學界的一大難題，同時也是神經科學研究中的重要問題。許多研究發現，急性脊髓損傷後內源性神經幹細胞（Neural Stem Cells，NSCs）可以被啟動並向損傷部位遷移。重塑脊髓損傷後的微環境並誘導內源性神經幹細胞向神經元分化是現時急性脊髓損傷修復最具有前景的修復方案之一。但是，對於陳舊性脊髓損傷，現時很少有研究關注內源性神經幹細胞啟動的相關問題。一般認為，在脊髓損傷區域形成的膠質瘢痕是阻礙脊髓損傷修復的關鍵因素。能否通過一次或者多次清除瘢痕組織啟動內源性神經幹細胞並促進脊髓損傷修復現時尚未見報導。
中國科學院遺傳與發育生物學研究所戴建武研究員團隊與中南大學湘雅醫院神經外科蔣星軍教授團隊的前期研究表明，載有紫杉醇的神經再生支架資料能够有效促進犬急性長距離脊髓全橫斷損傷後的軸突再生、神經元再生、電生理和運動功能恢復。但是對於陳舊性性長距離脊髓損傷，該生物資料是否能發揮相似的作用仍值得進一步研究。
基於以上科學問題，在近期研究中，團隊通過建立大動物比格犬陳舊性長距離脊髓全橫斷損傷模型，將微管蛋白穩定藥物紫杉醇複合到自主研發的神經再生支架資料上，評估一次或者兩次清除損傷區瘢痕組織後內源神經幹細胞的啟動情况，及神經再生支架資料聯合紫杉醇對犬陳舊性長距離脊髓全橫斷損傷的治療效果。
研究團隊通過手術將犬的胸段（約T8附近）完全切除1 cm脊髓組織，建立犬長距離脊髓全橫斷損傷模型。在術後第3個月和第6個月進行了第一次和第二次瘢痕組織切除手術，然後分別植入載有紫杉醇的神經再生支架資料（圖1）。手術後觀察期為6個月。通過動物行為學評分、電生理檢查以及取材後的組織染色等手段，評估神經再生支架資料聯合紫杉醇對陳舊性長距離脊髓全橫斷損傷的治療效果。
研究結果表明，第一次清除瘢痕組織後，植入載有紫杉醇的神經再生支架資料可以促進陳舊性長距離全橫斷脊髓損傷犬的神經和運動功能恢復，但第二次清除瘢痕組織再植入該資料後沒有類似的治療效果。此外，研究人員還發現，在陳舊性全橫斷脊髓損傷的病變部位，第一次瘢痕組織切除所啟動的內源性神經幹細胞明顯多於第二次（圖2）。
圖1:紫杉醇修飾的生物支架在不同時間點清除瘢痕後移植。內源性神經幹細胞可以在第一次清除瘢痕組織後被强烈啟動，並有助於生物支架植入後的陳舊性長距離脊髓全橫斷損傷修復，但是不能在第二次清除瘢痕組織後有效地被啟動，也不能促進陳舊性脊髓損傷修復。
圖2:瘢痕組織清除後內源性神經幹細胞的啟動情况（A）瘢痕組織染色示意圖（B）第一次或第二次瘢痕組織清除後第二天，相鄰未損傷節段的Nestin染色圖。（C）定量統計圖。
該研究成果已於近日發表在生物資料領域雜誌Biomaterials Science上。本研究表明瘢痕組織清除所啟動的內源性神經幹細胞可能為嚴重脊髓損傷的患者帶來新希望，為未來在臨床上推廣該功能資料治療脊髓損傷提供了良好的技術支援和保障。
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