由于交通事故、外傷、塌方、自然災(zāi)害等原因?qū)е碌募顾钃p傷（SCI）也稱截癱，可導(dǎo)致神經(jīng)細(xì)胞的缺失，破壞神經(jīng)傳導(dǎo)，進(jìn)而引起許多組織、器官功能障礙，是最常見的一種致殘、致死性疾病。脊髓損傷不僅會給患者本人帶來身體和心理的嚴(yán)重傷害，還會對整個社會造成巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)，嚴(yán)重影響人們的生活質(zhì)量。針對脊髓損傷的預(yù)防、治療和康復(fù)已成為當(dāng)今醫(yī)學(xué)界的一大課題。

　　2016年第1期《前沿科學(xué)》雜志刊發(fā)了首都醫(yī)科大學(xué)和北京航空航天大學(xué)雙聘教授李曉光等人的論文《NT3-殼聚糖支架誘導(dǎo)內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生修復(fù)脊髓損傷》，證明生物材料系統(tǒng)可以激活成年哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)（CNS）內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生，并促進(jìn)其遷移和向神經(jīng)元定向分化。同時，這些新生神經(jīng)元能夠與宿主建立功能性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，最終導(dǎo)致功能恢復(fù)，這為腦和脊髓損傷的治療提供了新的策略和希望。

　　研究發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷后發(fā)生一系列病理過程，包括血管系統(tǒng)崩解、水腫、免疫細(xì)胞浸潤、劇烈的炎癥反應(yīng)、創(chuàng)傷愈合過程的起始、神經(jīng)膠質(zhì)增生/膠質(zhì)瘢痕形成、細(xì)胞死亡、脫髓鞘等，以及激活的內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞/神經(jīng)前體細(xì)胞（NPC）嘗試參與神經(jīng)修復(fù)。通常，長期激活小膠質(zhì)細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和巨噬細(xì)胞等免疫細(xì)胞可致神經(jīng)系統(tǒng)繼發(fā)性病變（即二次損傷），導(dǎo)致受損局部微環(huán)境特別惡劣，阻礙了中樞神經(jīng)系統(tǒng)的軸突再生。

　　李曉光告訴記者，醫(yī)學(xué)界普遍認(rèn)為，神經(jīng)干細(xì)胞存在于成熟中樞神經(jīng)系統(tǒng)的多個區(qū)域，如海馬室周、齒狀回及脊髓的中央管等部位。中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷常常導(dǎo)致神經(jīng)元丟失。盡管在某種程度上損傷可能會激發(fā)極少數(shù)新的神經(jīng)元產(chǎn)生，但損傷區(qū)的炎性環(huán)境不利于新生神經(jīng)元的存活。相反，激活的內(nèi)源性神經(jīng)干/祖細(xì)胞絕大部分分化為星形膠質(zhì)細(xì)胞參與膠質(zhì)瘢痕的形成。研究人員探究了多種促進(jìn)有效神經(jīng)發(fā)生的方法，然而，所有這些研究只集中在腦損傷方面，幾乎沒有激活內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞修復(fù)脊髓損傷方面的研究。

　　李曉光及其團(tuán)隊(duì)研究證明，體外神經(jīng)營養(yǎng)素-3（NT3）可通過激活TrkC受體促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞的增殖，并提高向神經(jīng)元的分化比例。NT3還可促進(jìn)體內(nèi)包括皮質(zhì)脊髓束在內(nèi)的脊髓軸突長距離生長。

　　李曉光說：“我們團(tuán)隊(duì)研發(fā)的載有NT3-殼聚糖支架材料，在生理狀態(tài)下緩慢釋放NT3長達(dá)14周。”為了創(chuàng)造一個最佳的微環(huán)境來激活內(nèi)源性的神經(jīng)發(fā)生，李曉光團(tuán)隊(duì)通過將成年大鼠脊髓胸段完全切斷并去除5毫米，將載有NT3的殼聚糖支架材料移植到損傷區(qū)，隨后研究人員檢測到損傷區(qū)內(nèi)有新生的神經(jīng)元并與宿主建立了功能性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，截癱大鼠后肢感覺和運(yùn)動功能都有一定的恢復(fù)。將新生脊髓組織用于轉(zhuǎn)錄組分析，可采用WGCNA 方法建立脊髓損傷后不同時空各類事件相應(yīng)的基因模塊/程序。利用這些指標(biāo)，進(jìn)一步確定了脊髓損傷后NT3-殼聚糖支架材料可大大激活內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生，同時促進(jìn)血管發(fā)生并降低了炎癥反應(yīng)的功能。

　　李曉光介紹，通過動物實(shí)驗(yàn)證明，利用NT3-殼聚糖支架改善脊髓損傷后局部微環(huán)境/抑制炎癥等免疫反應(yīng)，促進(jìn)血管發(fā)生，大量激活內(nèi)源性神經(jīng)干/祖細(xì)胞，并吸引其遷移至損傷區(qū)，分化為成熟的功能性神經(jīng)元，還能與宿主脊髓組織建立起功能性的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，最終導(dǎo)致截癱大鼠后肢感覺和運(yùn)動功能的恢復(fù)。

　　腦和脊髓損傷修復(fù)和功能重建，是國際上尚未解決的重大醫(yī)學(xué)難題。而李曉光研究團(tuán)隊(duì)利用生物材料系統(tǒng)激活內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生，既不涉及倫理學(xué)問題，也不會引起免疫排斥反應(yīng)。一旦臨床應(yīng)用治療有效，將改善截癱患者部分或全部的功能，提高病患的生活質(zhì)量，減輕病患家庭的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。此外，腦和脊髓損傷修復(fù)的生物材料及其技術(shù)也可以形成生物醫(yī)藥領(lǐng)域新的支柱產(chǎn)業(yè)，產(chǎn)生巨大的國內(nèi)、國際市場需求。該成果的成功產(chǎn)業(yè)化和推廣，將對康復(fù)醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)和高新醫(yī)用生物材料產(chǎn)業(yè)形成的輻射和帶動作用。

　　論文推薦人、中國工程院院士俞夢孫及中科院力學(xué)研究所研究員陶祖萊一致認(rèn)為，李曉光及其研究團(tuán)隊(duì)的工作利用生物活性材料激活成年動物內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞，誘導(dǎo)其分化成功能性的神經(jīng)元并與宿主脊髓重建功能性的神經(jīng)環(huán)路，達(dá)到了脊髓損傷修復(fù)的目的。這項(xiàng)研究標(biāo)志著脊髓截癱臨床治療方面的重要突破，其社會、經(jīng)濟(jì)效益和歷史意義不可估量。