最新出版的國際著名學術期刊《神經生物學進展》刊發了同濟大學附屬上海市第四人民醫院宋建人教授團隊與首都醫科大學基礎醫學院李曉光教授團隊合作成果。該成果以題為《NT 3-殼聚糖支架重建成年大鼠脊髓損傷後新生神經元的環路》“Circuit reconstruction of newborn neurons after spinal cord injury in adult rats via an NT3-chitosan scaffold”的研究論文進行了報道。文章的第一署名單位為上海四院腦功能與人工智慧轉化研究所。

據悉，這一研究為脊髓損傷患者的恢復治療提供理論基礎，併為在臨床上使用生物活性材料提供理論依據，有望在臨床上給予脊髓損傷患者新的治療措施，併為該類患者帶來康復希望。

據宋建人教授介紹，該研究成果鑑定了損傷部位新生神經元（NNLA）的神經元型別，確定了新生神經元可以接收來自大腦多個區域的突觸連線，揭示了損傷部位區域性脊髓神經環路的重建情況，並證明了損傷平面下方的神經環路具有可塑性。

研究團隊採用成年大鼠脊髓損傷模型進行生物學研究。首先，研究者利用免疫熒光組化系統地描述了損傷區域增殖細胞的細胞命運，發現損傷部位新生神經元亞型的分類與正常脊髓內神經元分類相似。隨後使用順行示蹤病毒分別標記皮質脊髓束（CST）與紅核脊髓束（RST），發現CST和RST分別與損傷區域的SATB1中間神經元或VGluT3中間神經元形成連線。為了探究新生神經元能否整合到脊髓並重建脊髓神經網路，研究者將逆行跨多突觸病毒注入脛前肌，發現損傷後NT3-殼聚糖支架的植入促進了不同亞型NNLA的形成，同時不同亞型的NNLA也可作為中繼站以重新連線腦脊髓網路。為了進一步探究具有中繼功能的NNLA如何與損傷後的脊髓進行神經環路整合，研究者在同一區域先後注射順行示蹤病毒與逆行跨單突觸狂犬病毒，發現NNLA能夠分別接收來自損傷近端（rostral）神經元、大腦皮層神經元與皮層下中樞神經元的單突觸輸入。隨後研究者利用免疫熒光組化與霍亂毒素亞型B（CTB）探究NT-3殼聚糖支架能否改善腰段運動神經元的形態與突觸輸入，發現損傷後NT3-殼聚糖支架的植入可有效改善腰段運動神經元的樹突數量及長度，並在一定程度上恢復興奮性突觸輸入，平衡興奮性-抑制性突觸輸入。

保證運動神經元和肌肉間訊號正常傳遞的關鍵是維持神經肌肉接頭（NMJ）的結構與功能。在本研究中，研究團隊發現相較於對照組，脊髓損傷後NT3-殼聚糖支架的植入可有效改善NMJ的形態。同時，研究團隊還檢測了肌電情況，發現NT3-殼聚糖支架的植入增加了MEPP的頻率與振幅，這表明神經-肌肉訊號傳遞的能力在治療後得以恢復，進一步提高了後肢肌肉的收縮能力。這一研究發現為脊髓損傷患者的臨床治療帶來了新的希望。

通訊員 陳霞瓊 肖鑫 新民晚報記者 左妍