丹参酮 IIA 磺酸钠（STS）修复脊髓损伤（SCI）新发现：激活内源性神经干细胞并调控 Notch 通路

《Journal of Translational Medicine》：Sodium tanshinone IIA sulfonate promotes proliferation and differentiation of endogenous neural stem cells to repair rat spinal cord injury via the Notch pathway

为解决脊髓损伤修复难题，研究人员开展丹参酮 IIA 磺酸钠（STS）对脊髓损伤作用研究，发现其可促进内源性神经干细胞（ENSCs）增殖分化，通过抑制 Notch 通路改善损伤修复，为 SCI 治疗提供新思路。

　　脊髓损伤（Spinal cord injury，SCI）就像一场突如其来的风暴，无情地摧毁着神经系统的正常秩序，给患者带来了难以承受的痛苦。它会引发一系列令人棘手的问题，比如感觉和运动功能受损，让患者无法像正常人一样自由活动和感知世界。随着全球 SCI 发病率的不断攀升，这一问题已经成为了社会、患者及其家庭沉重的负担。目前的治疗手段只能缓解症状、减少并发症，却无法从根本上治愈 SCI，这就如同在黑暗中摸索，始终找不到那盏照亮希望的明灯。

在这样的困境下，科学家们把目光投向了内源性神经干细胞（Endogenous neural stem cells，ENSCs）。ENSCs 就像是身体里的 “种子细胞”，在 SCI 后具有增殖和分化的潜力，理论上能够分化为神经元和星形胶质细胞，为受损的脊髓神经网络修复带来希望。然而，现实却很残酷，损伤后的复杂微环境就像一片充满 “荆棘” 的土地，严重限制了 ENSCs 的增殖，还导致其向神经元分化的比例较低，而向星形胶质细胞分化的比例较高，使得脊髓的功能恢复之路困难重重。因此，寻找一种有效的干预措施，促进 ENSCs 的增殖和向神经元分化，成为了攻克 SCI 治疗难题的关键。

北京中医药大学东直门医院的研究人员勇挑重担，开展了一项极具意义的研究。他们将目光聚焦在丹参酮 IIA 磺酸钠（Sodium tanshinone IIA sulfonate，STS）上。这是一种从传统中药丹参中提取的活性成分衍生物，具有良好的水溶性，在心血管和脑血管疾病治疗中已得到广泛应用。研究人员推测，STS 或许能在 SCI 治疗中发挥独特的作用。经过一系列严谨的实验研究，他们发现，STS 能够显著促进大鼠 SCI 后 ENSCs 的增殖，诱导其分化为神经元，同时抑制其向星形胶质细胞分化，从而改善受损脊髓的病理形态，促进大鼠后肢运动功能的恢复。并且，STS 对 ENSCs 增殖和分化的调节作用，可能与抑制 Notch 信号通路的过度激活密切相关。这一研究成果发表在《Journal of Translational Medicine》上，为 SCI 的治疗开辟了新的方向。

在研究过程中，研究人员运用了多种关键技术方法。首先，他们建立了大鼠不完全脊髓损伤模型，模拟真实的 SCI 情况。接着，采用免疫荧光染色技术，通过检测神经干细胞标记物 Nestin、神经元标记物 NeuN 和星形胶质细胞标记物 GFAP，来观察 STS 对 ENSCs 的调控作用。同时，运用 Western blot 和 RT-PCR 技术，从蛋白质和基因水平探究 Notch 信号通路的变化，以此验证 STS 调节 ENSCs 增殖和分化的潜在机制。此外，还进行了行为学评估、组织学染色和血清炎症指标检测，全面评估 STS 对 SCI 大鼠的治疗效果。

下面来详细看看研究结果：

1. STS 促进脊髓神经干细胞增殖并减轻炎症：研究人员通过 CCK-8 实验评估脊髓神经干细胞（NSCs）的活力，发现脂多糖（Lipopolysaccharide，LPS）对细胞活力具有时间和浓度依赖性的毒性。基于此，确定了 20 μg/mL 的 LPS 干预 48 h 为后续实验的最佳剂量，而 10 μM 的 STS 干预 24 h 时细胞活力最高。实验结果显示，与其他组相比，STS 处理组细胞活力显著增强，且 LPS+STS 组细胞活力高于 LPS 组。ELISA 检测发现，LPS 组促炎因子 TNF-α 和 IL-6 水平显著高于其他组，表明 STS 能有效抑制 LPS 诱导的炎症反应。免疫荧光细胞计数分析也表明，STS 组细胞增殖明显高于其他组。
2. STS 通过抑制 Notch 信号通路改变 NSCs 分化：利用免疫荧光、Western blot 和 RT-PCR 技术研究 STS 对 NSCs 分化及 Notch 信号通路激活的影响。免疫荧光染色显示，STS 处理显著促进 NSCs 向神经元分化，减少向星形胶质细胞分化，且该作用可被 Notch 通路激动剂丙戊酸（Valproic acid，VPA）抑制。Western blot 和 RT-PCR 的定量分析结果也证实，STS 促进了 LPS 诱导的炎症性 NSCs 的增殖和分化。同时，研究发现 LPS 可显著激活 NSCs 中的 Notch 通路，与 VPA 的作用相似，而 STS 处理则抑制了 LPS 或 VPA 诱导的 Notch 通路激活，这表明 STS 通过抑制 Notch 信号通路的激活来调节 NSCs 的分化。
3. STS 促进 SCI 后运动功能恢复：采用 BBB 评分和斜板试验评估 SCI 后大鼠的运动功能恢复情况。结果显示，除假手术组外，所有大鼠在受伤后均出现严重运动功能障碍。从受伤后第 3 天到第 56 天，STS 组的 BBB 评分显著高于 SCI 组，斜板试验也呈现出类似的趋势，这表明 STS 能显著改善 SCI 大鼠的后肢运动功能。
4. STS 减轻 SCI 后的炎症反应：ELISA 检测大鼠 SCI 后血清中炎症细胞因子水平，结果显示 SCI 后促炎细胞因子 IL-6 和 TNF-α 水平显著升高，而 STS 处理有效逆转了这一情况，并增加了抗炎细胞因子 IL-10 的表达，说明 STS 能有效抑制 SCI 后的炎症反应。
5. STS 改善受损脊髓的病理形态：通过 HE 染色和 Nissl 染色观察脊髓组织的病理形态。HE 染色结果显示，假手术组脊髓组织正常，SCI 组在受伤后 2 周出现大量细胞碎片、结构松散紊乱、炎症细胞浸润和中心大空洞，STS 组在受伤中心有一些细胞碎片和炎症浸润，但脊髓组织形态结构相对保留。Nissl 染色显示，假手术组脊髓神经元形态正常，SCI 组在受伤后 2 周出现大量神经元死亡，STS 组在受伤后 2 周有一些受损神经元和空洞残留。8 周后，SCI 组仍有明显空洞，而 STS 组神经元恢复情况较好，空洞较少。这些结果表明，STS 改善了受损脊髓的病理形态。
6. SCI 后 ENSCs 的时空变化及 STS 的作用：免疫荧光染色研究 SCI 后 ENSCs 的时空变化及 STS 的影响。结果显示，假手术组 NSCs 主要分布在脊髓中央管和灰质，SCI 后 NSCs 在中央管、损伤中心和边缘增殖。受伤后 3 天，SCI 组增殖细胞主要为星形胶质细胞，而 STS 组主要为 ENSCs；7 天和 14 天时，STS 组增殖的 ENSCs 和神经元比例高于 SCI 组，增殖的星形胶质细胞比例低于 SCI 组。这表明 STS 有效促进了 SCI 后 ENSCs 的增殖，减少了星形胶质细胞的分化，促进了神经元的分化。
7. STS 可能通过抑制 Notch 信号通路促进 ENSCs 增殖分化：Western blot 和 RT-PCR 检测发现，SCI 后 3 天、7 天和 14 天，SCI 组脊髓中 Notch 通路相关蛋白和 mRNA（Notch1、DLL1、Hes5）的表达显著高于假手术组，而 STS 处理有效逆转了这一上调趋势，说明 STS 可有效抑制 SCI 后 Notch 通路的过度激活，进而促进 ENSCs 的增殖和分化。

综合研究结论和讨论部分，这项研究意义重大。它首次明确了 STS 在促进大鼠 SCI 后 ENSCs 增殖、诱导其向神经元分化以及抑制向星形胶质细胞分化方面的重要作用，同时揭示了其潜在机制与抑制 Notch 信号通路过度激活相关。这不仅为 SCI 的治疗提供了新的潜在药物和治疗靶点，也为后续进一步研究奠定了坚实基础。不过，该研究也存在一定的局限性，目前仅在大鼠模型上进行，尚未在其他动物或人体中验证，且 Notch 通路可能并非单独发挥作用，还需更多研究深入探索。但尽管如此，这一研究成果依然为脊髓损伤治疗领域带来了新的曙光，有望在未来转化为临床治疗手段，为众多 SCI 患者带来康复的希望。