軸突再生！Nature：三管齊下再生完全脊髓損傷嚙齒動物的神經纖維

8月29日，《Nature》雜誌網路版上發表了這項以「Required growth facilitators propel axon regeneration across complete spinal cord injury」為題的研究。

三管齊下

該研究的主要作者、加州大學洛杉磯分校（UCLA）大衛格芬醫學院(David Geffen School of Medicine)的神經生物學教授Michael Sofroniew表示:「我們的想法是通過三種截然不同的治療方法，來驗證這種組合能否可以刺激斷開的軸突在受損的脊髓中重新生長。」

之前的研究分別對這三種療法進行了測試，但從未同時進行。而事實證明，這種結合才是關鍵所在。

當人們脊髓損傷時，它會損傷軸突，並阻止大腦向損傷部位以下的神經元發送信號。這會導致癱瘓和其他神經功能的喪失，如膀胱控制和手部力量等。UCLA的方法可以為解決這個問題提供第一步。

根據Sofroniew的說法，幾十年的研究表明，我們的神經纖維需要三個步驟才能生長：第一，基因編程來開啟軸突的生長；第二，纖維的分子路徑可以捕獲並生長；第三，蛋白質引誘軸突向特定方向生長。

當人類在子宮中發育時，這三個步驟都是活躍的。出生後，這些過程就停止了，但是控制生長程序的基因仍然在我們體內「沉睡」。Sofroniew的目標是喚醒這些基因，然後用三管齊下的方法重新啟動整個過程。

結果喜人

首先，研究人員通過注射包裝在無害病毒中的治療方法重新激活了小鼠脊髓中的神經細胞，這種治療方法最初是在哈佛大學(Harvard)神經科學家何志剛(Zhigang He)的實驗室中研發出來的。

兩周後，加州大學洛杉磯分校的研究小組對這些動物進行了麻醉，並切斷了它們脊髓下部的軸突。只有嚙齒類動物的後腿受到影響，它們仍然能夠活動和進食。

受傷兩天後，研究小組對病灶進行了第二次治療，以創造出軸突更傾向於生長的新路徑。最後，研究人員釋放了第三組被稱為化學引誘劑的分子。軸突嗅出了這些化學物質，這提供了一個目標——在這種情況下，脊髓組織殘留在傷疤的另一側。

當Sofroniew和他的同事檢查接受了三部分治療的老鼠的組織時，他們非常高興。

「不僅軸突在疤痕組織中生長得很健壯，」 Sofroniew說，「而且許多纖維已經滲透到病灶另一側剩餘的脊髓組織中，並與那裡的神經元建立了新的連接。」

未接受聯合治療的動物在損傷部位無軸突再生。

為了驗證這一發現的可重複性，研究小組在加州大學洛杉磯分校的小鼠身上和瑞士神經科學家Gregoire Courtine實驗室的大鼠身上重複了多次實驗，得到了同樣的結果。

當他們驗證新再生的軸突能否在活的動物身上進行電活動時，他們又得到了另一個驚喜。

Sofroniew說:「當我們在損傷部位上方用低電流刺激動物的脊髓時，再生的軸突在損傷部位以下傳導了20%的正常電活動。相比之下，未接受治療的動物沒有表現出任何癥狀。」

需要訓練

儘管這一發現表明新形成的連接可以在再損傷中傳遞信號，但嚙齒類動物的移動能力並沒有提高。對於Sofroniew來說，這一結果並不意外。

Sofroniew說:「我們希望這些再生的軸突就像在發育過程中新生長的軸突一樣活動，它們不會立即支持協同功能。就像新生兒必須學會走路一樣，損傷後再生的軸突在恢復功能之前需要訓練和練習。」

責編：風鈴

參考資料

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