华裔博士4月最新文章解析神经研究成果

　　

生物通报道：来自普度大学兽医学院瘫痪研究中心等处的研究人员发现壳聚糖可以修复受损的神经细胞膜，这是首个显示壳聚糖可能修复脊髓损伤的证据，这一研究成果公布在《J. Exp. Biol.》杂志上。

参与这一研究的包括普度大学兽医学院瘫痪研究中心的Richard Borgens博士，施日益（Riyi Shi，音译）博士，以及化学家Youngnam Cho博士，其中施日益博士早年毕业于上海第二军医大，1988年获得了北德克萨斯州大学（University of North Texas）硕士学位，之后又在普渡大学获得了博士学位。

Richard Borgens博士从改善多发硬化症患者行走的Ampyra到脊髓损伤受害者的脊髓模拟器，一直从事开发直接影响患者及其生活质量的疗法。另一个目前正在接受测试的疗法是使用聚乙二醇（PEG）封闭和修复受损的脊髓神经细胞。通过修复受损的神经细胞膜，Borgens和他的研究组可以恢复脊髓向大脑传导信号的能力。然而，这存在一个可能的临床缺点：PEG的分解产物可能有毒性。有没有一种生物可降解的无毒化合物能够同样有效地有针对性地修复受损的神经细胞膜？

在这篇文章中，几位研究人员合作，其中Cho曾指出了一些糖有能力针对受损的细胞膜起作用。他们能够发现效果和PEG一样的恢复脊髓活动的糖吗？研究人员最初测试了甘露糖，结果发现它不能修复脊髓神经细胞膜，他决定测试一种经过修改的几丁质。几丁质是见于甲壳纲动物的壳的最常见的一种糖。把几丁质转化成壳聚糖之后，研究人员分离出了一段豚鼠的脊髓，压缩了一部分，应用了这种经过修改的几丁质，然后加入了一种荧光染色剂，后者只能通过受损的细胞膜进入这些细胞。如果壳聚糖修复了受损的膜，那么脊髓组织就不会被染色，但是如果壳聚糖失败了，脊髓神经元就会被这种荧光染料充满。研究人员在显微镜下观察了脊髓的一段，结果惊奇地发现这段脊髓完全是暗的。没有染料进入神经细胞。壳聚糖修复了受损的细胞膜。

之后研究人员测试了一份壳聚糖是否能够防止大分子从受损的脊髓细胞中泄漏出来。在测试了巨大的乳酸脱氢酶（LDH）是否存在之后，他们吃惊地发现接受壳聚糖治疗的脊髓的LDH泄漏浓度低于未受损的脊髓。这种糖不仅修复了受压缩的位置，而且还修复了因为操作而导致细胞膜破损的其他地点。 当他们测试了有害的活性氧（ROS，当产生ATP的线粒体受损之后释放出了它们）是否存在的时候，他们发现向受损组织使用了壳聚糖之后，ROS的浓度也下降了：壳聚糖可能既修复了神经细胞膜，又修复了线粒体膜。

但是壳聚糖能够修复脊髓通过受损区域向大脑传导电信号的能力吗？研究人员测量了大脑对豚鼠后腿产生的神经信号的反应，结果发现这些信号无法通过受损的脊髓而到达大脑。然而，在向这些动物注射壳聚糖之后的30分钟，这些信号神奇地到达了它们的大脑。壳聚糖有能力修复受损的脊髓，从而让它能够把动物身体的信号传递给大脑。

施日益博士在神经学交叉研究方面也获得过许多重要的成果，比如开发了一种创新技术，能够利用纺糖丝制造一个微型合成管的支架，该合成管可作为管道，以修复因意外事故而损伤的神经或是因疾病而遭到破坏的血管。这种支架可在受损神经两端发挥桥梁样的连接作用，以促进神经的再生。该方法也可用于修复因外伤或动脉粥样硬化和糖尿病等疾病造成的血管损伤。

这种支架能扮演受伤神经端和微型人造管之间的桥梁。这一技术还可用于修复由外伤和动脉粥样硬化与糖尿病等疾病导致的血管破损。研究人员目前正重点尝试将此技术应用于四肢上的末稍神经，因为脊髓中的神经再生更为复杂。

（生物通：万纹）

原文摘要：

 Cho, Y., Shi, R. and Borgens, R. B. (2010). Chitosan produces potent neuroprotection and physiological recovery following traumatic spinal cord injury. J. Exp. Biol. 213, 1513-1520.

新闻链接：http://jeb.biologists.org