我科学家揭示脊髓发育早期的细胞外基质可促进神经再生
转自：经济日报
记者从中国科学院获悉：近日，中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武、赵燕南研究团队，利用多组学技术全面描绘了脊髓细胞外基质的发育动态变化，揭示了发育早期的脊髓细胞外基质蛋白在调控脊髓神经干细胞和脊髓类器官再生中发挥重要作用。这些发现促进了我们对神经再生的理解，也为将来开发脊髓损伤新疗法提供了新思路。该成果近日在CellStemCell期刊发表。
据介绍，脊髓损伤会导致运动和感觉功能丧失，严重影响患者的生活质量。成年哺乳动物（包括人类）在脊髓损伤后的神经再生能力有限，导致永久性功能障碍。成年人中枢神经系统再生失败的原因是外部抑制分子、神经元内在再生能力不足以及生长促进因子的缺乏。与成年期的脊髓组织相比，新生期的脊髓组织在损伤后具有显著的再生能力，而细胞外基质在这一再生过程中的作用仍不明确。
2020年，哈佛大学何志刚团队，揭示了新生小鼠无瘢痕脊髓修复是通过小胶质细胞分泌的细胞外基质纤连蛋白实现的。这突显了新生期脊髓环境细胞外基质对组织再生的重要性。
此次研究发现，与成年阶段脊髓相比，早期发育阶段的脊髓具有更高的与神经发育和轴突生长相关的细胞外基质蛋白水平，而具有较少的抑制性细胞外基质蛋白水平。研究团队分别获取了新生兔脱细胞脊髓细胞外基质和成年兔脱细胞脊髓细胞外基质，结果显示，二者之间保留了上述差异。此外，新生兔脱细胞脊髓细胞外基质比成年兔脱细胞脊髓细胞外基质更有效地促进了神经前体细胞的增殖、迁移和神经分化，并促进了脊髓运动神经元类器官的轴突生长和再生。通过蛋白组学分析，研究团队确定了新生兔脱细胞脊髓细胞外基质中的多效生长因子和腱糖蛋白在其中发挥了关键作用。
更重要的是，在脊髓损伤小鼠模型中，研究人员发现，新生兔脱细胞脊髓细胞外基质促进了神经前体细胞移植后的增殖、迁移和神经元分化，还促进了脊髓运动神经元类器官移植后的成熟、神经突延伸和神经投射。研究人员表示，这些结果表明，来自早期发育阶段的细胞外基质可能对脊髓的显著再生能力有重要贡献，从而为成人脊髓损伤的治疗带来了新思路。（经济日报记者沈慧）