李佳音 戴建武

人的中樞神經(jīng)系統(tǒng)包括腦和脊髓兩部分，是神經(jīng)系統(tǒng)的最主體結(jié)構(gòu)，它就像一根電纜，通過接收軀干、臟器和四肢的信息，傳達(dá)指令，調(diào)控身體的各項(xiàng)感覺和運(yùn)動(dòng)功能。成人脊髓兩側(cè)連有31對脊神經(jīng)，每對脊神經(jīng)連接一段脊髓，共分為31個(gè)節(jié)段，包括8個(gè)頸節(jié)，12個(gè)胸節(jié)，5個(gè)腰節(jié)、5個(gè)骶節(jié)和1個(gè)尾節(jié)。

脊髓在受到創(chuàng)傷或由疾病導(dǎo)致的嚴(yán)重?fù)p傷后，“電纜”的通路中斷，致使損傷節(jié)段以下的感覺和運(yùn)動(dòng)功能部分或完全喪失。而壓瘡、痙攣、疼痛及泌尿系統(tǒng)、呼吸系統(tǒng)等的并發(fā)癥則嚴(yán)重影響了患者的康復(fù)治療及生活質(zhì)量。據(jù)統(tǒng)計(jì)，全世界每年新發(fā)脊髓損傷病例13.3萬～22.6萬例，美國脊髓損傷患者一生的治療康復(fù)費(fèi)用平均達(dá)75萬美元以上， 每年脊髓損傷患者的花費(fèi)總計(jì)超過60億美元[1]。隨著康復(fù)醫(yī)學(xué)的發(fā)展，目前脊髓損傷已不會顯著影響患者壽命，但其導(dǎo)致的生理及心理問題，以及高昂的治療和康復(fù)費(fèi)用，給家庭和社會帶來了沉重負(fù)擔(dān)。

脊髓損傷后難以再生的原因

動(dòng)物體內(nèi)細(xì)胞間質(zhì)（細(xì)胞之間的空間和物質(zhì)）及其中體液的各種成分，組成了細(xì)胞生存及組織器官正常運(yùn)行的“微環(huán)境”。其中，細(xì)胞外基質(zhì)及結(jié)構(gòu)蛋白可以支撐細(xì)胞的位置，而再生因子及信號分子支持細(xì)胞的生長、增殖和分化。

人體的一些組織器官，如皮膚、骨等在損傷后會形成有利于再生的微環(huán)境，促使組織自發(fā)修復(fù)，并在一定程度上恢復(fù)其功能。但是，脊髓損傷后局部神經(jīng)組織缺失、形成瘢痕或空洞，同時(shí)產(chǎn)生一些神經(jīng)再生抑制因子，使得局部形成不利于神經(jīng)再生的微環(huán)境，導(dǎo)致神經(jīng)再生非常困難。

首先，脊髓中的細(xì)胞包括神經(jīng)元和神經(jīng)膠質(zhì)。神經(jīng)元通過其長長的軸突來傳遞信號，而神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞（包括星形膠質(zhì)細(xì)胞、小膠質(zhì)細(xì)胞、少突膠質(zhì)細(xì)胞等）負(fù)責(zé)維持神經(jīng)元穩(wěn)態(tài)、清除病原體、循環(huán)腦脊液等，保護(hù)神經(jīng)元發(fā)揮其功能。脊髓損傷后，局部的創(chuàng)傷會引發(fā)一系列病理反應(yīng)，導(dǎo)致?lián)p傷部位神經(jīng)細(xì)胞死亡及局部促進(jìn)再生的營養(yǎng)因子缺乏。

其次，脊髓損傷后，膠質(zhì)細(xì)胞被激活，在損傷部位周圍形成膠質(zhì)瘢痕，并在中心形成纖維化瘢痕。筆者團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，瘢痕組織的組分在急性期（損傷后7天內(nèi)）到陳舊期（損傷14天后）的過程中是動(dòng)態(tài)變化的。急性期的膠質(zhì)瘢痕可能具有一定的引導(dǎo)感覺神經(jīng)纖維再生的作用，而陳舊期的瘢痕組織及其分泌的分子則主要發(fā)揮抑制神經(jīng)再生的作用[2]。此外，這些參與瘢痕形成的膠質(zhì)細(xì)胞還會產(chǎn)生一種叫做硫酸軟骨素聚糖的物質(zhì)，激活神經(jīng)元中抑制軸突生長的信號通路，進(jìn)而抑制神經(jīng)再生。

再次，損傷部位還存在一類髓鞘相關(guān)蛋白，可抑制神經(jīng)元軸突的生長以及神經(jīng)干細(xì)胞向神經(jīng)元的定向分化。髓鞘是包裹在神經(jīng)細(xì)胞軸突外面的一層膜，在中樞神經(jīng)系統(tǒng)由少突膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生。在髓鞘中，至今已發(fā)現(xiàn)至少3種典型的髓鞘相關(guān)蛋白，它們被認(rèn)為是髓鞘再生抑制因子，與細(xì)胞中的配體結(jié)合后，會引起細(xì)胞骨架重排，最終抑制軸突的生長。

最后，與胚胎或新生兒不同，成年人的脊髓神經(jīng)元內(nèi)許多與再生相關(guān)的基因處于沉默狀態(tài)，再生信號無法激活，導(dǎo)致中樞神經(jīng)無法自主再生。

在以上因素的共同作用下，脊髓損傷后神經(jīng)再生非常困難。因此，如何改善這種抑制微環(huán)境并促進(jìn)神經(jīng)再生是脊髓損傷再生修復(fù)研究中的關(guān)鍵問題。

再生醫(yī)學(xué)助力脊髓損傷再生修復(fù)

再生醫(yī)學(xué)研究的發(fā)展，為攻破脊髓損傷這一世界醫(yī)學(xué)難題提供了新的方向。作為一個(gè)前沿交叉學(xué)科，再生醫(yī)學(xué)應(yīng)用生命科學(xué)、材料科學(xué)、臨床醫(yī)學(xué)、工程學(xué)等學(xué)科的原理和方法，研究和開發(fā)用于替代、修復(fù)、重建或再生人體各種組織器官的理論和技術(shù)，其三個(gè)重要組成部分為生物材料、生長因子及干細(xì)胞。

神經(jīng)營養(yǎng)因子是引導(dǎo)神經(jīng)元生長發(fā)育以及損傷后重建的關(guān)鍵。脊髓損傷后內(nèi)源性再生因子的不足嚴(yán)重影響神經(jīng)再生，因此，外源性再生因子的補(bǔ)充尤為重要。目前已發(fā)現(xiàn)神經(jīng)營養(yǎng)因子—3、腦源性神經(jīng)營養(yǎng)因子、神經(jīng)生長因子、堿性成纖維細(xì)胞生長因子、膠質(zhì)細(xì)胞源性神經(jīng)營養(yǎng)因子等可促進(jìn)細(xì)胞存活，刺激軸突生長，促進(jìn)實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的脊髓損傷修復(fù)[3]。

干細(xì)胞是再生醫(yī)學(xué)研究的重要組成部分，具有自我更新，并可分化為特定組織中功能細(xì)胞的能力，可以作為種子細(xì)胞，應(yīng)用于多種組織器官的再生修復(fù)。在中樞神經(jīng)系統(tǒng)的再生修復(fù)中，間充質(zhì)干細(xì)胞和神經(jīng)干細(xì)胞是最為常用的兩種干細(xì)胞，在動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中顯示了一定的脊髓修復(fù)效果。

但是，干細(xì)胞移植目前仍存在許多問題，限制其進(jìn)一步發(fā)揮作用。首先，由于脊髓中腦脊液不斷流動(dòng)， 移植的干細(xì)胞很難定植于損傷部位，這樣不僅會降低細(xì)胞治療效果，還會帶來細(xì)胞異位擴(kuò)散的風(fēng)險(xiǎn)。其次，無論是移植的干細(xì)胞還是內(nèi)源動(dòng)員的干細(xì)胞，在到達(dá)成年動(dòng)物的脊髓損傷處后，都很難分化為神經(jīng)元，而更多地會分化為膠質(zhì)細(xì)胞，難以起到神經(jīng)再生的作用。

神經(jīng)再生膠原支架

在神經(jīng)再生的基礎(chǔ)及臨床研究中，已有的支架材料主要包括合成材料和天然材料。其中，天然材料，如天然高分子蛋白質(zhì)、膠原、纖維蛋白等細(xì)胞外基質(zhì)及透明質(zhì)酸、殼聚糖等天然高分子，由于其來源方便、免疫源性低而更受青睞。如能以生物材料作為支架，改善微環(huán)境，促進(jìn)內(nèi)源或移植干細(xì)胞的定植和分化，就有望為脊髓損傷提供可能的治療策略。

筆者團(tuán)隊(duì)經(jīng)過多年的探索，創(chuàng)新研發(fā)出了具有自主知識產(chǎn)權(quán)的神經(jīng)再生膠原支架。其基于膠原的力學(xué)特性及有序的結(jié)構(gòu)可以為神經(jīng)軸突的生長提供支撐，并引導(dǎo)神經(jīng)纖維有序再生。此外，還研制了能與膠原特異結(jié)合的再生因子，使用這些再生因子對支架進(jìn)行功能化改進(jìn)，在減少用量、降低副作用的同時(shí)，既可以改善損傷的微環(huán)境，在損傷局部聚集促進(jìn)內(nèi)源或移植的干細(xì)胞，使其定向分化為神經(jīng)元，又可以誘導(dǎo)干細(xì)胞向損傷部位遷移，在支架材料上定植與富集，使得神經(jīng)膠原支架具有雙重功能性，有效地引導(dǎo)脊髓損傷的再生與修復(fù)。

脊髓損傷研究中的動(dòng)物模型

新的治療方案、醫(yī)療器械產(chǎn)品或藥品在獲批應(yīng)用到臨床之前，必須要進(jìn)行大量的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)和臨床試驗(yàn)，以確保其安全性及有效性。脊髓損傷動(dòng)物模型是研究脊髓損傷的病理、治療效果及機(jī)制的重要工具。其中，小鼠和大鼠因性情溫順，易于飼養(yǎng)、操作和觀察而被廣泛應(yīng)用于機(jī)理或毒性研究；而比格犬、恒河猴等大動(dòng)物則更多應(yīng)用于臨床前研究。目前研究中常見的脊髓損傷模型包括挫傷、壓迫傷、半橫斷和完全橫斷脊髓損傷動(dòng)物模型。其中，完全性橫斷損傷切斷了上下行的神經(jīng)纖維束，排除了殘存組織的干擾，雖然給手術(shù)及護(hù)理帶來了更大的挑戰(zhàn)，但更適合于作為研究脊髓損傷再生和運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)機(jī)制的動(dòng)物模型。

嚙齒動(dòng)物全橫斷脊髓損傷模型

自2009年起，筆者團(tuán)隊(duì)先后建立了胸段脊髓缺損3～10毫米不等的大鼠全橫斷脊髓損傷模型，并利用該模型完成了多批次再生因子或干細(xì)胞結(jié)合神經(jīng)再生膠原支架移植修復(fù)脊髓損傷的研究。利用這些急性或陳舊性全橫斷脊髓損傷大鼠模型，證實(shí)了手術(shù)清除瘢痕組織的安全性，以及功能神經(jīng)膠原支架對神經(jīng)再生及運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的有效性，并提出和驗(yàn)證了脊髓再生修復(fù)的主要機(jī)制是形成新的神經(jīng)橋接。

比格犬全橫斷脊髓損傷模型

比格犬是國際上公認(rèn)的最理想的實(shí)驗(yàn)動(dòng)物之一，已被廣泛應(yīng)用于醫(yī)學(xué)、生物學(xué)、病理學(xué)、腫瘤學(xué)、藥理學(xué)、生物化學(xué)等生命科學(xué)領(lǐng)域。筆者團(tuán)隊(duì)首次建立了胸段脊髓缺損5～40毫米不等的比格犬全橫斷脊髓損傷模型，并建立了一套行之有效的術(shù)后護(hù)理系統(tǒng)，最大限度防止犬的尿路和皮膚感染，以及褥瘡、壓力潰瘍等的發(fā)生。通過多批次300余只犬的動(dòng)物實(shí)驗(yàn)，證實(shí)神經(jīng)再生膠原支架可與神經(jīng)營養(yǎng)因子、再生抑制因子的拮抗劑或間充質(zhì)干細(xì)胞結(jié)合，有效促進(jìn)損傷部位的神經(jīng)再生和運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。

恒河猴全橫斷脊髓損傷模型

非人靈長類動(dòng)物進(jìn)化程度高，有許多與人類相似的生物學(xué)特征。其中，恒河猴（獼猴）與人類的遺傳物質(zhì)有75%～98.5%的同源性，是人類疾病研究理想的動(dòng)物模型，已被廣泛用于遺傳學(xué)疾病、行為學(xué)、神經(jīng)生物學(xué)、生殖生理學(xué)、腫瘤學(xué)等領(lǐng)域的研究。筆者團(tuán)隊(duì)率先建立了恒河猴全橫斷脊髓損傷模型，并評估了神經(jīng)營養(yǎng)因子—3功能化神經(jīng)再生膠原支架移植治療的效果。結(jié)果顯示，移植后恒河猴的脊髓損傷部位空腔形成顯著減少，具有更多的神經(jīng)纖維再生、再髓鞘化和突觸形成[4]。

經(jīng)過多年的探索，筆者團(tuán)隊(duì)成功建立了不同類型的大鼠、犬和非人靈長類全橫斷脊髓損傷模型，并應(yīng)用于脊髓損傷再生修復(fù)研究，助力我國在該領(lǐng)域的研究走在國際前列，為脊髓再生修復(fù)產(chǎn)品的臨床轉(zhuǎn)化提供了可靠的大動(dòng)物評價(jià)體系。

脊髓損傷后功能恢復(fù)的主要機(jī)制

在脊髓中，下行神經(jīng)傳導(dǎo)束主要由皮質(zhì)脊髓束（corticospinal tract， CST）、中縫核脊髓束、網(wǎng)狀脊髓束和紅核脊髓束等長的神經(jīng)軸突組成，負(fù)責(zé)將大腦的運(yùn)動(dòng)指令傳遞給肌肉。其中，CST因其在自主運(yùn)動(dòng)功能控制中的關(guān)鍵作用而備受關(guān)注，許多研究也致力于誘導(dǎo)CST的生長以恢復(fù)肢體的運(yùn)動(dòng)功能。

脊髓損傷根據(jù)其損傷程度的不同，分為不完全性損傷和完全性損傷。通過回顧近10年來脊髓損傷再生修復(fù)的研究可以發(fā)現(xiàn)，利用人工構(gòu)建神經(jīng)支架或基質(zhì)，同時(shí)結(jié)合藥物、蛋白因子、各種外源性細(xì)胞等進(jìn)行移植修復(fù)，均可以促進(jìn)某些截?cái)嗟妮S突在損傷后繼續(xù)生長。但是，這些研究幾乎沒能發(fā)現(xiàn)在完全性截?cái)嗪蟮募顾柚杏?CST 軸突延伸或穿過損傷區(qū)。而對于脊髓擠壓傷或半橫切損傷模型，通過殘存的完整神經(jīng)纖維芽生則可以實(shí)現(xiàn)部分功能恢復(fù)，但其再生距離和數(shù)量非常有限，難以支持其再生穿過損傷區(qū)并恢復(fù)運(yùn)動(dòng)功能，因此CST軸突再生的機(jī)制備受爭議。

損傷區(qū)功能神經(jīng)元形成神經(jīng)橋接

對于完全性損傷后的功能恢復(fù)機(jī)制，目前研究認(rèn)為可能有3種：神經(jīng)長軸突再生通過損傷區(qū)域；損傷區(qū)新生的神經(jīng)元將損傷的兩個(gè)斷端連接起來，形成橋接；前兩種機(jī)制同時(shí)存在。

筆者團(tuán)隊(duì)在通過多種策略實(shí)現(xiàn)完全性脊髓損傷動(dòng)物運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的研究過程中，提出并證實(shí)神經(jīng)橋接是完全性脊髓損傷后功能恢復(fù)的主要機(jī)制，即通過改善脊髓損傷后再生抑制的微環(huán)境，內(nèi)源神經(jīng)干細(xì)胞或移植的干細(xì)胞可在損傷部位形成新的功能神經(jīng)元，連接兩個(gè)斷端形成新的神經(jīng)橋接，促進(jìn)完全性脊髓損傷后的功能恢復(fù)[5]。這種神經(jīng)元橋接的一個(gè)重要特征是在損傷部位產(chǎn)生新的神經(jīng)元，新生神經(jīng)元與宿主神經(jīng)元或宿主軸突形成新的突觸，并產(chǎn)生適當(dāng)?shù)纳窠?jīng)遞質(zhì)進(jìn)行神經(jīng)傳導(dǎo)。然而，由于脊髓組織中損傷后的抑制微環(huán)境以及腦脊液的流動(dòng)性，僅通過干細(xì)胞或神經(jīng)細(xì)胞移植很難使其在損傷部位定植、分化，并形成神經(jīng)橋接。因此，筆者團(tuán)隊(duì)另辟蹊徑，通過創(chuàng)新研發(fā)的功能性神經(jīng)再生膠原支架來改善抑制微環(huán)境，結(jié)合外源及內(nèi)源的神經(jīng)干細(xì)胞，實(shí)現(xiàn)了完全性脊髓損傷動(dòng)物運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的突破。

神經(jīng)再生膠原支架引導(dǎo)外源神經(jīng)干細(xì)胞定向分化

髓鞘蛋白是一類抑制神經(jīng)干細(xì)胞定向分化為神經(jīng)元的再生抑制分子。研究發(fā)現(xiàn)，脊髓損傷后，髓鞘相關(guān)蛋白會激活細(xì)胞表皮生長因子受體（EGFR），通過EGFR的信號通路來抑制軸突再生。為了拮抗這一信號傳導(dǎo)途徑，筆者團(tuán)隊(duì)制備了可以與膠原特異結(jié)合的EGFR抗體，它可以復(fù)合在神經(jīng)再生膠原支架上，并將外源神經(jīng)干細(xì)胞與支架一起移植到完全性脊髓損傷大鼠的損傷部位。功能化的神經(jīng)再生支架可與神經(jīng)干細(xì)胞表面的EGFR受體特異結(jié)合，使細(xì)胞最大限度地保留在損傷區(qū)域，并定向分化為神經(jīng)元，在損傷部位形成新的神經(jīng)橋接，促進(jìn)大鼠的神經(jīng)傳導(dǎo)和運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)[7]。

脊髓損傷激活內(nèi)源神經(jīng)干細(xì)胞

位于成體動(dòng)物脊髓中央管中的室管膜細(xì)胞，被認(rèn)為是內(nèi)源神經(jīng)干細(xì)胞的潛在來源。這些細(xì)胞在正常組織中并不活動(dòng)，但在損傷后的脊髓組織中會被激活并遷移至損傷部位。筆者團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，雖然室管膜細(xì)胞在損傷后會被激活，但在損傷部位更傾向于分化為星形膠質(zhì)細(xì)胞，并形成密集的膠質(zhì)瘢痕，阻礙神經(jīng)再生。而神經(jīng)膠原支架結(jié)合神經(jīng)營養(yǎng)因子、間充質(zhì)干細(xì)胞或神經(jīng)再生抑制因子拮抗劑，都可以重建脊髓損傷后神經(jīng)抑制微環(huán)境，促進(jìn)損傷激活的內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞更多地自發(fā)分化為功能神經(jīng)元并形成神經(jīng)橋接，明顯改善實(shí)驗(yàn)動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)功能，充分證實(shí)了神經(jīng)橋接是完全性脊髓損傷后運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)的主要機(jī)制。今后，需進(jìn)一步闡明這些新生神經(jīng)元如何與脊髓組織整合并形成神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，促進(jìn)運(yùn)動(dòng)功能更好地恢復(fù)[8]。

神經(jīng)再生膠原支架為脊髓損傷患者搭起“希望之橋”

在完成系列臨床前研究的基礎(chǔ)上，筆者團(tuán)隊(duì)從2015年1月16日起，開展了首例神經(jīng)再生膠原支架結(jié)合自體骨髓細(xì)胞修復(fù)陳舊性完全性脊髓損傷的臨床研究。通過一年的隨訪，證實(shí)了采用神經(jīng)電生理方法進(jìn)行瘢痕清理是安全可行的，神經(jīng)再生膠原支架聯(lián)合細(xì)胞移植可改善完全性脊髓損傷患者的感覺平面或運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位， 自主神經(jīng)功能也得到一定程度的恢復(fù)， 部分頸段損傷患者的運(yùn)動(dòng)功能也得到了改善[9]。

在急性脊髓損傷的臨床研究中，建立了綜合ASIA分級、影像學(xué)、神經(jīng)電生理和術(shù)后運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)時(shí)間相結(jié)合的更嚴(yán)格判定完全性脊髓損傷的方法。隨訪一年后， 兩名患者的感覺和運(yùn)動(dòng)功能明顯改善， 一例胸段損傷患者可以借助支架行走，另一例頸部損傷患者可以移動(dòng)腿和腳趾。感覺誘發(fā)電位和運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位可以跨損傷區(qū)傳導(dǎo)， 患者損傷狀態(tài)由A級完全損傷改善為C級不完全損傷， 顯示了良好的修復(fù)效果[10]。

到目前為止，筆者團(tuán)隊(duì)已完成了15例急性完全性脊髓損傷患者和51例陳舊性完全性脊髓損傷患者2～5年長期的隨訪，結(jié)果表明，神經(jīng)再生膠原支架移植治療急性和陳舊性完全性脊髓損傷是安全的，部分急性患者的大小便感覺和下肢活動(dòng)能力恢復(fù)明顯。目前，神經(jīng)再生膠原支架相關(guān)技術(shù)已實(shí)現(xiàn)企業(yè)轉(zhuǎn)化，正在進(jìn)行以獲得產(chǎn)品注冊證為目的的臨床試驗(yàn)，其最終形成產(chǎn)品將造福于更多的患者。

新的探索——脊髓移植與脊髓制造

神經(jīng)再生支架的臨床轉(zhuǎn)化取得初步成果后，鑒于單一細(xì)胞移植很難完全替代脊髓損傷區(qū)的細(xì)胞功能，難以滿足功能完全重建的更高要求，因此，筆者團(tuán)隊(duì)近年來還嘗試通過新的途徑和再生醫(yī)學(xué)技術(shù)來助力脊髓損傷的再生修復(fù)，并已在成體脊髓組織移植和脊髓組織體外制造方面取得了進(jìn)展。

首次開展大鼠及犬的成體脊髓組織移植

組織器官移植是通過外科手段，將他人具有活力的器官移植給病人，以代替其病損的器官使其迅速恢復(fù)功能的手術(shù)。目前，皮膚、骨、心臟、肝、腎等組織器官都可以成功移植，但成人的脊髓組織異體移植仍未能實(shí)現(xiàn)。筆者團(tuán)隊(duì)在2019年首次報(bào)道了利用成年大鼠脊髓的完整脊髓組織異體移植治療完全性脊髓損傷的研究成果，在移植時(shí)聯(lián)合再生因子“雞尾酒”，營造出有利于神經(jīng)細(xì)胞存活的微環(huán)境，提高異體成體脊髓組織以及神經(jīng)細(xì)胞移植后的存活率。該研究是國際上首次對成年脊髓組織移植的可行性進(jìn)行探索，受到廣泛關(guān)注。

之后，團(tuán)隊(duì)利用犬的全橫斷脊髓損傷模型進(jìn)一步研究了成年完整脊髓組織移植的長期治療效果，在術(shù)后半年發(fā)現(xiàn)其同樣促進(jìn)了犬的運(yùn)動(dòng)功能恢復(fù)，移植的成體脊髓組織和神經(jīng)細(xì)胞術(shù)后半年在體內(nèi)可以存活，表明成年脊髓組織移植具有可行性。像心臟、肝臟、腎等成功的器官移植一樣，該研究為未來的異體脊髓組織移植治療脊髓損傷這一不治之癥開啟了希望之門。

脊髓組織體外制造

近年來，隨著干細(xì)胞研究及3D生物打印、單細(xì)胞測序、譜系失蹤和組學(xué)等技術(shù)的迅速發(fā)展，人們對組織器官的發(fā)育、構(gòu)造及損傷后不同類型細(xì)胞的變化有了深入了解，促使科幻小說中的體外器官組織制造日漸變?yōu)榭赡堋?/p>

一個(gè)可用于體內(nèi)移植的組織單元至少要包括兩個(gè)重要的部分：與體內(nèi)結(jié)構(gòu)類似的細(xì)胞基質(zhì)，以及一種或多種可以定植并發(fā)揮作用的組織特定功能細(xì)胞。根據(jù)脊髓組織制造的需求，筆者團(tuán)隊(duì)通過單細(xì)胞測序等技術(shù)闡明了人胚胎脊髓神經(jīng)細(xì)胞的發(fā)育過程，建立了人脊髓神經(jīng)前體細(xì)胞及膠質(zhì)細(xì)胞的培養(yǎng)體系和細(xì)胞及有序生物材料纖維的產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)合2種人脊髓功能細(xì)胞的脊髓功能單元的構(gòu)建。在全橫斷脊髓損傷動(dòng)物模型中，證實(shí)了這種體外制造的脊髓組織在損傷區(qū)能夠存活，并進(jìn)一步分化為成熟的脊髓背腹側(cè)神經(jīng)元，其可與移植物與宿主的運(yùn)動(dòng)或感覺軸突形成靶向連接，脊髓損傷動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位和后肢功能也得到改善。該研究也即將開始向臨床轉(zhuǎn)化，為脊髓組織單元移植修復(fù)脊髓損傷研究提供了一種治療策略。

雄關(guān)漫道真如鐵，筆者團(tuán)隊(duì)通過20年的辛勤耕耘，取得了突破性成果，使我國在脊髓損傷再生修復(fù)這一世界醫(yī)學(xué)難題的研究領(lǐng)域達(dá)到世界領(lǐng)先水平，并仍在不斷進(jìn)取，力爭為數(shù)百萬脊髓損傷患者重燃自主站立和康復(fù)的希望。

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關(guān)鍵詞：脊髓損傷 再生醫(yī)學(xué) 神經(jīng)再生 膠原支架 ■