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为解决脊髓损伤（SCI）后神经功能恢复难题，广东省第二人民医院的研究人员开展粪便微生物群移植（FMT）对 SCI 影响的研究，发现 FMT 可改善小鼠运动功能。该研究为 SCI 治疗提供新思路，值得科研人员一读。
在医学领域，脊髓损伤（Spinal Cord Injury，SCI）就像一座难以翻越的大山，给患者带来了沉重的负担。它不仅会让患者出现运动和感觉功能障碍，还会影响自主神经系统，严重降低患者的生活质量，对他们的心理健康也造成极大的冲击。
SCI 的病理生理过程极其复杂，初始的机械损伤只是 “开胃小菜”，后续还会引发炎症、细胞死亡、氧化应激以及胶质瘢痕形成等一系列 “连锁反应”，这些过程不断持续，严重阻碍了患者的恢复。近年来，肠道微生物群（Gut Microbiota，也就是生活在我们消化道里的微生物大家庭）在治疗神经系统疾病方面的作用逐渐受到关注，它可以通过调节免疫反应来发挥功效。研究发现，SCI 后肠道微生物群会出现失调的情况，这种失调被认为会加剧损伤程度，阻碍患者恢复。所以，深入探究肠道微生物群在 SCI 中的作用及机制，就成了一个极具吸引力的研究方向，有望为 SCI 的治疗开辟新的道路。
为了弄清楚这些问题，广东省第二人民医院的研究人员在《Journal of Translational Medicine》期刊上发表了题为 “Fecal microbiota transplantation promotes motor function recovery after spinal cord injury by modulating the spinal microenvironment in mice” 的论文。他们通过研究发现，粪便微生物群移植（Fecal Microbiota Transplantation，FMT）能够有效改善 SCI 小鼠的运动功能恢复。FMT 可以恢复肠道微生物群的平衡，减少神经炎症，促进细胞外基质（Extracellular Matrix，ECM）重塑，为神经修复创造良好的环境。这一发现意义重大，为 SCI 的治疗提供了新的潜在方法，给众多 SCI 患者带来了新的希望。
在这项研究中，研究人员用到了几个关键的技术方法。他们利用 16S rRNA 扩增子测序技术，来分析肠道微生物的变化情况；运用 RNA 测序（RNA-seq）技术，探索相关信号通路的改变；通过免疫荧光染色技术，对脊髓组织中的神经元存活、轴突再生、细胞增殖、神经炎症等病理变化进行评估 。
下面来看看具体的研究结果：
- SCI 诱导肠道微生物组成显著变化：研究人员通过 16S rRNA 基因扩增子测序技术对 SCI 后的肠道微生物变化进行检测。结果显示，SCI 组小鼠的物种多样性明显下降，Chao1 和覆盖指数显著降低，β 多样性分析也表明 SCI 组和假手术组之间存在明显差异。在属和门水平上，多种微生物的丰度发生了变化。COG 分析发现，肠道微生物群紊乱导致的功能变化主要集中在次级代谢产物生物合成、运输以及细胞外基质过程等相关途径。这表明 SCI 会导致小鼠肠道菌群出现明显的失调。
- 抗生素鸡尾酒减少肠道微生物群，FMT 增强运动恢复：研究人员先使用抗生素鸡尾酒消除 ABX 组和 FMT 组小鼠的肠道菌群，16S rRNA 测序结果显示，ABX 组小鼠的微生物多样性显著降低。而 FMT 组在移植后，α 多样性和 β 多样性都明显高于 ABX 组，其微生物组成更接近健康小鼠。在运动功能恢复方面，从 SCI 后的第 14 天开始，FMT 组的恢复情况明显优于 SCI 组和 ABX 组。足迹分析、倾斜平面测试等结果也都表明，FMT 治疗能够促进脊髓愈合，增强运动功能恢复。
- FMT 治疗促进神经修复：研究人员对小鼠进行免疫荧光染色，结果发现，FMT 治疗组的小鼠神经丝重链（NF-H，对轴突再生很重要的一种蛋白）信号更密集，神经元存活率更高，活化的半胱天冬酶 - 3（aCaspase-3，与细胞凋亡相关）阳性的神经元比例更低。这说明 FMT 治疗能够促进神经完整性的恢复，支持 SCI 后的轴突再生。
- FMT 治疗减少胶质瘢痕形成并抑制炎症浸润：通过对 GFAP、IBA1 和 CD68 进行免疫荧光染色，研究人员发现，SCI 后 IBA1 阳性的活化巨噬细胞 / 小胶质细胞会在损伤中心聚集，ABX 组的损伤区域明显扩大，有大量免疫细胞浸润和多个胶质增生灶，而 FMT 组的胶质瘢痕大小和损伤区域数量都显著减少。对 CD68 的分析还发现，FMT 治疗组的 CD68 分布更均匀，这表明 FMT 治疗可以调节炎症反应，减少胶质瘢痕形成。
- FMT 治疗减轻细胞外基质（ECM）压实：研究人员检测了细胞外基质蛋白纤连蛋白和胶原蛋白 I 的表达，发现 SCI 后它们的表达会显著上调，在 SCI 组中，这些蛋白在损伤中心压实，而 ABX 组中纤连蛋白表达广泛。FMT 治疗后，相关损伤区域明显减少。在血管方面，虽然各组间内皮标记 PECAM-1 的表达强度没有显著差异，但 ABX 组的神经血管结构扩张，管腔较大，FMT 组则使管腔大小恢复到 SCI 组水平，并且血管排列更有序。这说明 FMT 可以调节细胞外基质和血管的变化，促进恢复。
- FMT 调节脊髓组织的转录修饰：研究人员对脊髓组织进行 RNA 测序分析，发现 SCI 小鼠与假手术小鼠相比，有 4636 个差异表达基因（Differentially Expressed Genes，DEGs）；ABX 组与 SCI 组相比，有 245 个 DEGs；FMT 组与 ABX 组相比，有 393 个 DEGs。KEGG 分析显示，ABX 组中与细胞因子相互作用、物质代谢和炎症相关的生物过程上调，而 FMT 治疗后，与物质代谢、细胞外基质沉积和抗炎反应相关的生物过程富集。这表明 FMT 治疗可以调节基因表达，促进组织修复和恢复。
在讨论部分，研究人员指出，SCI 在中枢神经系统疾病治疗中是个大难题，而 FMT 对 SCI 小鼠运动功能恢复有显著效果。虽然 SCI 后肠道微生物群的变化已有很多研究，但不同研究中微生物多样性指数的变化存在差异，这可能与多种因素有关。FMT 成功恢复了肠道微生物群的平衡，促进了运动功能的恢复，并且 FMT 还能促进神经元存活和轴突再生，调节神经炎症，改善细胞外基质和血管的状态，这些都为神经修复创造了有利条件。不过，研究中使用的抗生素可能会带来一些其他影响，未来还需要进一步研究其对肠道 - 脊髓轴相互作用和 SCI 结果的具体作用。
总的来说，这项研究全面地揭示了 FMT 在 SCI 治疗中的重要作用。FMT 通过调节肠道微生物群，改善了脊髓的微环境，促进了神经修复和运动功能的恢复。这不仅为 SCI 的治疗提供了新的理论依据，也让我们看到了 FMT 在临床应用中的巨大潜力。当然，目前还需要更多的研究来进一步探索其具体机制，优化治疗方案，以便更好地将这一成果应用到临床，帮助那些深受 SCI 困扰的患者重新找回生活的希望。
