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成年完整脊髓组织移植——治疗脊髓损伤的新路径

Science China Press

由创伤或疾病引起的脊髓损伤 (spinal cord injury, SCI),往往导致损伤平面以下感觉和运动功能障碍或丧失,严重致残,给家庭和社会带来沉重的负担。脊髓损伤再生修复是最具挑战性的医学难题之一,目前还没有有效治疗脊髓损伤的方法。

器官移植是将人体器官捐献人具有特定功能的器官的全部或者部分植入到接受人身体以代替其因为损伤病变而失去功能、也无法通过自体再生修复的脏器器官。器官移植可抢救某些危及生命的组织器官,是极其重要的可以拯救生命的治疗方法。目前,除了中枢神经无法进行移植以外,大量重要的器官,如骨、软骨、心脏、肺脏、肝脏、皮肤、角膜、肾脏或者胰腺等器官均曾用于临床移植治疗。

脊髓是由多种类型神经细胞、神经纤维以及血管等构成的复杂组织。人脊髓损伤后,损伤距离通常达到几个厘米,造成多种细胞的缺失以及神经传导的中断,而目前的研究表明对于严重的脊髓损伤修复是很难通过单一的细胞移植的方式达到理想的治疗效果。脊髓完整组织器官移植有望在损伤部位桥接损伤两端重建神经功能。早期曾有少量的研究发现移植大鼠胚胎中枢神经组织到新生或成年大鼠的脊髓损伤区域,可以部分替代丢失的脊髓组织以治疗SCI。这些胚胎中枢神经能够在新生和成年宿主大鼠的脊髓损伤区域存活,并可以观察到部分的神经连接形成进而术后表现出一定程度的运动功能恢复。由于胚胎组织中含有大量的神经干细胞,其发挥作用也是通过神经干细胞实现的,其实质上可定义为细胞移植。而成体组织是由多种不同类型的神经元、星形胶质细胞、少突胶质细胞以及神经纤维、血管等构成的复杂组织,对于成体脊髓组织移植治疗SCI的研究还未见报道。

近期,Science China Life Sciences 在线发表题为“Transplantation of adult spinal cord grafts into spinal cord transected rats improves their locomotor function”的论文,首次报道了利用来源于成年大鼠脊髓的完整成体神经组织 (adult spinal cord grafts, aSCGs) 作为异体移植物治疗脊髓损伤的成年大鼠(图1)。此外,针对器官移植后的供体细胞死亡,难以有效地替代病损器官挽救其功能的这一重要问题,研究人员通过在移植aSCGs时联合生长因子“鸡尾酒” (NT-3, BDNF和VEGF),营造出有利于神经细胞存活的微环境,从而提高异体成体脊髓组织以及神经细胞移植后的长期存活。

研究发现,移植的aSCGs可以替代脊髓全横断损伤区域丢失的神经细胞和组织,进而促进运动功能恢复,移植的异体aSCGs组织以及其中的神经细胞和少突胶质细胞在术后可以长期存活。移植时联合生长因子“鸡尾酒”的治疗方法,改变了移植微环境,提高了组织和神经细胞在体内的存活率,因此可以更好地改善成年SCI大鼠功能恢复情况。

该研究探索了成年脊髓组织移植的可行性,随着对移植后脊髓组织保护技术的不断改进,脊髓移植有可能像其他组织器官移植一样,成为治疗脊髓损伤的新途径。

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中国科学院遗传与发育生物学研究所再生医学中心的戴建武教授为论文通讯作者,沈贺博士、李星博士和陈曦为共同第一作者。该项研究得到了中国科学院重点部署项目、国家基金委重大项目等的资助。

原文链接:

Transplantation of adult spinal cord grafts into spinal cord transected rats improves their locomotor function

https://doi.org/10.1007/s11427-019-9490-8

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