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静脉输注间充质干细胞促进脊髓损伤后红核脊髓束轴突信号增强:重塑神经通路的新希望
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年04月17日 来源:Molecular Brain 3.3
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脊髓损伤(SCI)后自发恢复有限。为探究静脉输注间充质干细胞(MSCs)对脊髓损伤后神经通路的影响,研究人员开展了相关研究。结果发现,MSCs 显著增强了红核脊髓束(RST)的轴突信号强度,成果发表在《Molecular Brain》杂志上,这有助于促进神经回路重组,为 SCI 治疗提供新方向。
脊髓损伤,这个 “恶魔” 无情地破坏着人们的生活。它就像一道横亘在患者人生道路上的巨大鸿沟,使得受伤平面以下的身体出现持续的神经功能缺损,许多患者因此失去了正常行动、生活自理的能力,给家庭和社会都带来沉重负担。目前,虽然人们知道脊髓损伤后残留轴突的多种生长形式能促使神经回路重组,但自发恢复效果依旧差强人意,患者往往难以回归正常生活。在这样的困境下,间充质干细胞(MSCs)进入了科研人员的视野,已有研究显示静脉输注 MSCs 对脊髓损伤有治疗效果,可促进功能改善,然而其对红核脊髓束(RST)轴突连接的影响尚不明确。
为了揭开这层神秘面纱,来自日本札幌医科大学医学院再生医学研究所神经再生医学系、美国耶鲁大学医学院神经学系等多个机构的研究人员展开了深入研究。他们的研究成果发表在《Molecular Brain》杂志上,为脊髓损伤的治疗带来了新的曙光。
研究人员主要采用了 AAV(腺相关病毒)神经元示踪技术。实验以大鼠为研究对象,在脊髓损伤挫伤诱导 1 天后,将大鼠分为三组,分别为未处理的对照组、输注载体(1.0 mL 新鲜 DMEM)的对照组和输注个 MSCs(悬浮于 1.0 mL 新鲜 DMEM)的实验组。在脊髓损伤诱导 14 天后(MSCs 或载体输注 13 天后),向大鼠左侧红核注射编码 tdTomato 的 AAV 顺行示踪剂(AAV - 8 - CAG - tdTomato),8 周后进行组织学分析。
研究结果如下:
轴突信号强度变化:通过对不同脊髓节段(C4 - 5、Th7 - 8、L1 - 2)的观察,发现与未损伤的大鼠相比,载体处理的脊髓损伤大鼠在损伤部位头侧 tdTomato? RST 轴突更明显;而 MSCs 输注组的大鼠,在损伤部位头侧的轴突信号强度进一步增强,且在损伤部位尾侧,MSCs 输注组的 tdTomato? RST 信号出现在预期的 RST 位置,而载体组仅有少量信号。
轴突信号面积分布:对脊髓不同区域(总脊髓面积、白质、灰质)轴突信号面积分布的定量分析显示,在损伤部位头侧的 C5 和 Th7 水平,MSCs 组的信号分布最高,其次是载体组,未损伤组最低;在损伤部位尾侧的 L2 水平,MSCs 组的信号显著高于载体组。在白质和灰质中,大部分结果与总脊髓面积的趋势一致,但在 C5 水平的白质中,未损伤组和载体组无显著差异,在 L2 水平的灰质中,各组间无显著差异。
研究结论表明,静脉输注 MSCs 可显著增强 RST 的轴突信号强度,不仅在损伤部位周围,在头侧和尾侧区域也有明显增强,这表明 MSCs 促进了神经回路的重组。虽然确切机制尚待进一步研究,但推测可能是 MSCs 增加了损伤部位远端汇聚轴突的数量,并且可能像之前研究中对皮质脊髓束(CST)的作用一样,使原本难以检测到的细口径轴突直径增大,从而改善传导功能。
这项研究意义重大,它为脊髓损伤的治疗提供了新的理论依据和潜在的治疗策略。AAV 顺行示踪技术的应用,为深入研究脊髓损伤后神经通路的变化提供了有力工具,让科研人员能够更精准地分析特定轴突的变化情况。不过研究也存在一定局限性,如 AAV 注射可能导致红核附近神经元的异位标记、共聚焦显微镜检测存在直径限制以及 MSCs 可能影响 AAV 病毒转导等问题,但这些不足并不影响整体研究的重要价值,为后续研究指明了方向,激励着科研人员不断探索,进一步挖掘 MSCs 治疗脊髓损伤的潜力,为脊髓损伤患者带来更多希望。
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