让脊梁没有(you)再怕(pa)受伤,脊髓,损伤,程黎明
【编者按】正在上(shang)海市科学技(ji)能委员会(hui)帮助（项目编号：22DZ2304300）下，澎湃旧事联合《世界科学》对获得国家及(ji)上(shang)海市科技(ji)奖励的获奖结果进(jin)行科普(pu)化报(bao)道。
本篇报(bao)道围绕2022年(nian)度上(shang)海市科学技(ji)能奖自然(ran)科学一(yi)等奖项目“脊髓损伤分子病(bing)理与修复机(ji)制(zhi)”展(zhan)开(kai)。该项目由同济大学附属同济病(bing)院教授、主任医师程黎明掌管完成(cheng)。
同济大学附属同济病(bing)院骨科脊柱神经康(kang)复团队
骨头骨折可以(yi)通(tong)过打石膏等方(fang)式修复，但如果是骨髓中的神经组织损伤了呢？
特别是，负责“上(shang)传下达”的旌旗灯号“大动脉”——脊髓受伤了呢？只能瘫痪？
国家重点研发设计首席科学家、同济大学医学与生命学部副主任、同济大学脊柱脊髓损伤教诲(hui)部重点实验室主任、教授程黎明一(yi)直聚焦这一(yi)难题的攻关。
正在接受澎湃科技(ji)专访时(shi)，他说：“（脊髓损伤）就像路边的电(dian)线杆倒了，把电(dian)线杆扶(fu)起来很简单，但要把断了的电(dian)线接上(shang)，却要花一(yi)番功(gong)夫。”他带领团队，创立(li)了脊柱脊髓损伤全历程康(kang)复新计谋及(ji)再生康(kang)复新体(ti)系。
程黎明掌管完成(cheng)的“脊髓损伤分子病(bing)理与修复机(ji)制(zhi)”项目此前(qian)获得2022年(nian)度上(shang)海市科学技(ji)能奖自然(ran)科学奖一(yi)等奖。
他带领的研究(jiu)团队发现(xian)，小胶质(zhi)细胞极有(you)大概成(cheng)为脊髓损伤修复的新靶(ba)点。他们(men)通(tong)过医工交织，改良了增进(jin)修复的材料，并展(zhan)开(kai)了国家卫健委批(pi)准的唯一(yi)一(yi)项人(ren)源性(xing)神经干细胞移植治疗脊髓损伤的临床研究(jiu)。
病(bing)理如“黑箱”，如何找(zhao)到脊髓损伤修复的枢纽靶(ba)点？
脊髓损伤（Spinal Cord Injury，SCI）的再生修复一(yi)直是再生医学范畴的热点和难点，目前(qian)临床上(shang)仍缺乏无效的治疗及(ji)康(kang)复要领。SCI具有(you)发病(bing)率高、治疗费用高、致残率高、发病(bing)年(nian)事低等特点。《我国脊髓损伤者生活质(zhi)量及(ji)疾病(bing)包袱调研呈报(bao)2023版》表现(xian)，根据既往(wang)研究(jiu)数据，我国现(xian)存脊髓损伤患者374万(wan)人(ren)，每年(nian)新增脊髓损伤患者约9万(wan)人(ren)。
正在Cell和STTT杂志上(shang)发表研究(jiu)论文展(zhan)现(xian)脊髓损伤分子病(bing)理机(ji)制(zhi)
脊髓损伤后神经功(gong)能的恢复取决于(yu)神经环(huan)路的完整性(xing)和可塑性(xing)，神经元轴突的断裂和神经元的死亡会(hui)致使神经回路功(gong)能紊乱，因此，神经环(huan)路的可塑性(xing)是神经功(gong)能恢复的底子。
然(ran)而，脊髓损伤后内源性(xing)神经干细胞和免疫细胞被大量激(ji)活，病(bing)理进(jin)程非常庞大，这使得神经环(huan)路的重塑非常难题，程黎明说，“包括(kuo)脊髓正在内的中枢神经零碎（CNS）损伤通(tong)常会(hui)致使感(gan)觉、运动和自立(li)神经功(gong)能的永久性(xing)损伤，目前(qian)为止仍没有(you)无效的治疗要领，SCI的病(bing)理机(ji)制(zhi)犹如一(yi)个‘黑箱’，至今仍没有(you)完整分明。”别的，没有(you)同类型细胞正在SCI中的作用，如免疫细胞、星形胶质(zhi)细胞、小胶质(zhi)细胞等，也(ye)存正在争议。
程黎明表示，既往(wang)大量研究(jiu)表明其(qi)治疗难点正在于(yu)如何改善损伤区的微环(huan)境，从(cong)而完成(cheng)神经再生和功(gong)能重塑。“且目前(qian)关于(yu)脊髓损伤后损伤微环(huan)境的学问也(ye)相当(dang)无限，详细相识这些历程大概有(you)助于(yu)开(kai)辟针(zhen)对没有(you)同病(bing)理历程的最(zui)优治疗要领。”
依(yi)托“脊柱脊髓损伤再生修复”教诲(hui)部重点实验室，正在国家重点研发设计、国家自然(ran)科学基金国际（区域）合作项目标支(zhi)撑下，程黎明最(zui)先了他的研究(jiu)。
近年(nian)研究(jiu)发现(xian)，两头神经元大概为近端和远(yuan)端神经元供应桥梁并构成(cheng)新的神经环(huan)路，已成(cheng)为脊髓损伤修复的研究(jiu)重点。而这些枢纽的两头神经元大概来自脊髓原始两头神经元、移植的干细胞，或内源性(xing)神经干细胞分化出来的神经元、星形胶质(zhi)细胞和少突胶质(zhi)细胞。
程黎明带领的研究(jiu)团队对雄性(xing)和雌性(xing)成(cheng)年(nian)小鼠，正在损伤后没有(you)同时(shi)间点未受伤和受伤的脊髓组织进(jin)行了群体(ti)测序（39个组织样本）和单细胞测序（59558个细胞）综合阐明。数据展(zhan)现(xian)了发生正在神经元、小胶质(zhi)细胞、星形胶质(zhi)细胞、内皮细胞等脊髓组织首要细胞类型的大多数分子病(bing)理动态变更。
研究(jiu)数据表明：小胶质(zhi)细胞和星形胶质(zhi)细胞正在未受伤的脊髓中好(hao)像已有(you)多种亚型，这些亚型正在损伤后疾速(su)发生表型转变。而小胶质(zhi)细胞的激(ji)活有(you)两个阶段：第一(yi)阶段正在损伤早期激(ji)活，7天后有(you)所恢复；第二阶段正在损伤后 14 天再次激(ji)活，这与神经元的继发性(xing)损伤相吻合。风趣的是，虽然(ran)其(qi)他很多细胞类型的变更每每会(hui)终究(jiu)恢复到未受伤状况，但小胶质(zhi)细胞好(hao)像会(hui)永久地切换到没有(you)同的转录状况，从(cong)而致使脊髓免疫微环(huan)境发生更长期的变更。
同时(shi)，研究(jiu)团队发现(xian)，正在成(cheng)年(nian)小鼠脊髓损伤后，也(ye)检测到具有(you)增进(jin)新生小鼠再生的，小胶质(zhi)细胞特征的小胶质(zhi)细胞亚类，但与新生小鼠相比，其(qi)基因表达存正在细微差别。转变这些细微差别大概有(you)助于(yu)脊髓修复。
“这也(ye)就意味着，也(ye)许小胶质(zhi)细胞极有(you)大概成(cheng)为脊髓损伤修复的新靶(ba)点。”程黎明说道。
程黎明教授
寻找(zhao)点亮“生命之树”的要领
成(cheng)绩的另(ling)一(yi)个枢纽是如何点亮这些枢纽细胞，以(yi)增进(jin)神经元的再生和恢复。
找(zhao)到合适的点亮细胞的材料很重要。程黎明解释(shi)：“就像电(dian)影《阿凡达》里的‘生命之树’，死去(qu)的生物(wu)与其(qi)相连，能获得新生，我们(men)就正在找(zhao)这样的材料。”
正在“医工交织”的大背景(jing)下，程黎明找(zhao)到了同济大学纳米生物(wu)医药专家，合作研发了一(yi)种可生物(wu)降解，能调节(jie)损伤区免疫细胞分型，抑止炎(yan)症(zheng)反应的层状双氢氧化物(wu)（LDH）纳米材料——LDH-NT3。
具体(ti)来说，该材料具有(you)神经免疫双调控功(gong)能，可显著增进(jin)神经干细胞（NSCs）的迁移、神经分化，激(ji)活L-Ca2+通(tong)道并引诱发活泼作电(dian)位。研究(jiu)团队提出一(yi)种脊髓修复计谋：行使该材料激(ji)活特定靶(ba)点TGFBR2，并协同调控神经干细胞及(ji)小胶质(zhi)细胞。
研究(jiu)职员将LDH负载神谋划养因子NT3后，构成(cheng)纳米复合体(ti)系LDH-NT3，并将其(qi)移植于(yu)小鼠的脊髓损伤区域，正在损伤区可见新生的内源性(xing)神经干细胞和功(gong)能神经元，脊髓损伤小鼠的举动学和电(dian)生理评价显著提高。程黎明表示，“LDH材料正本就具有(you)增进(jin)神经再生的作用，而我们(men)又(you)将其(qi)改良，构成(cheng)了更优良的LDH-NT3材料，结果表现(xian)，新材料对小鼠的脊髓损伤修复效果比LDH更好(hao)。”
“我们(men)还正在做一(yi)系列准备工作。我没有(you)知(zhi)道哪天能让这项结果走向(xiang)临床，也(ye)许很快，也(ye)许要搏斗一(yi)生。但做科研就是这样。”程黎明说道。
程黎明教授指导(dao)脊髓损伤患者进(jin)行康(kang)复训练(lian)
2022年(nian)10月，程黎明与两位脊髓移植患者进(jin)行了面对面谈话。他们(men)参与了程黎明主导(dao)、国家卫生健康(kang)委员会(hui)批(pi)准的干细胞临床实验项目——人(ren)源性(xing)神经干细胞移植治疗脊髓损伤安全性(xing)与开(kai)端无效性(xing)评价临床研究(jiu)，该项目是截至成(cheng)稿时(shi)国家卫健委批(pi)准的唯一(yi)一(yi)项人(ren)源性(xing)神经干细胞移植治疗脊髓损伤的临床研究(jiu)。两位受试者正在经由康(kang)复治疗，以(yi)及(ji)干细胞治疗后，脊髓恢复情况获得好(hao)转。
“学问的陆地无穷无尽。我和我的团队能发现(xian)脊髓治疗的一(yi)点奥秘已经很侥(yao)幸了。作为一(yi)名(ming)临床大夫，满意还未满意的临床需求是我最(zui)大的希望，所以(yi)未来我的工作重点将继续聚焦相关底子研究(jiu)，并加快完成(cheng)已有(you)结果的临床转化。”程黎明说道。