脊髓"断线"不一定等于终身瘫痪！Mat...

（来源：生物谷）

转自：生物谷

我们常说，脊髓是大脑与身体之间的信息高速公路。一旦这条公路在某处彻底中断，大脑发出的每一条行走指令都会在断口处石沉大海。更麻烦的是，即便后来想方设法搭了一座新桥，桥下方的神经网络因为长期收不到信号，早已处于休眠状态，肌肉也逐渐萎缩。光是通路通了还不够，还得让下游的网络重新运转起来。

这正是脊髓完全性损伤修复领域长期面临的双重难题。结构修复与功能唤醒，缺一不可，但以往的研究很难把两者真正捏到一块。

中山大学曾园山团队联合广东省人民医院在 Materials Today Bio 发表的最新研究，恰好在这条路上找到了破局的钥匙。他们把一块精心设计的脊髓组织类器官移植到大鼠的损伤区，同时用一根外置电极对鼠尾巴施加温和的电刺激。八周后，原本只能拖着后肢爬行的动物，居然能承重行走，前后肢还能协调配合。效果的背后有一条清晰的逻辑链：类器官负责搭桥，电刺激负责唤醒下游网络，两者缺一不可。

这个组织类器官的设计颇费心思。研究者先用天然脱细胞视神经支架搭建白质样通道——这种支架内部布满纵向排列的微管，恰好能为再生的神经纤维提供定向生长的轨道。再用胶原海绵构建灰质样核心，让神经干细胞在里面定居并分化为神经元。两类支架分别装载经过基因修饰的干细胞，最终组装成既有结构分区、又富含功能细胞的类器官。测序结果显示，这种类器官在发育相关基因的表达谱上与正常脊髓相当接近，尤其是整合素受体水平明显上调，这为它后续强大的突触形成能力打下了基础。

移植两个月后，类器官成功融入损伤区。大量宿主来源的轴突长入了移植物，移植物自身的神经元也向宿主侧伸出突起，且被新生髓鞘包裹。但有意思的是，如果只做移植而不加电刺激，大鼠的后肢运动仅限于负重拖曳，离协调行走还差得远。

电刺激的加入扭转了局面。每天20分钟、每周5次、连续8周的刺激，让皮层运动诱发电位的波幅明显提高，信号传导的潜伏期缩短——大脑的指令终于能以更高的效率穿过损伤区。示踪实验进一步证实，皮质脊髓束的再生轴突不仅大量涌入移植物，在电刺激的加持下还越过了移植物，进入尾侧脊髓，与移植神经元建立起明确的突触连接。同时，来自尾巴的感觉传入纤维也大量再生，同样与移植神经元形成典型的突触结构。

图1. 再生轴突与移植神经元的功能整合

不过，光是外界信号能传进来还不够。移植神经元作为中继站，必须把整合后的信息传递给损伤下方负责产生行走节律的脊髓中枢模式发生器（CPG）。团队用跨单突触示踪技术，给移植神经元装上病毒快递，结果清晰地看到：移植的兴奋性神经元通过自身轴突直接支配腰髓L2节段的兴奋性CPG中间神经元，而这些CPG中间神经元又进一步向腹角的运动神经元伸出兴奋性突触末梢。与此同时，电刺激还促进了感觉传入纤维与CPG中间神经元的直接联系。整条线路从大脑到移植中继，再到CPG程序，最终驱动肌肉收缩，全部打通。

图2. 移植神经元经CPG中间神经元级联支配运动神经元

通路建好了，线路接通了，但运动能不能顺畅执行，还得看环路里的兴奋与抑制信号是否平衡。研究人员对CPG中间神经元胞体表面的突触做了精准计数，发现联合治疗组中兴奋性突触后致密物（PSD95⁺）数量明显增多，而抑制性突触（VGAT⁺）数量减少，兴奋/抑制比值回归到接近正常大鼠的水平。腰髓运动神经元胞体也呈现出类似的趋向正常化调整。

行为学结果与这些微观变化高度吻合。单纯移植组大鼠BBB评分约10分，虽能负重但步态拖曳；联合电刺激组评分逼近12分，后爪承重明显，前后肢交替动作稳定而频繁。斜网格攀爬试验中，只有联合组能以前后肢协调的方式成功登顶。后肢肌肉的湿重也证实，联合治疗有效遏制了废用性萎缩。

图3. 运动神经元突触平衡恢复与行为学改善一致

研究者还做了一组验证实验：在联合治疗起效后，他们手术切除移植物，结果大鼠的后肢运动能力几乎立即丧失，CPG和运动神经元上的突触平衡也被打破，即使继续给予电刺激也无法挽回。这反向证明了，正是类器官提供的结构性中继加上电刺激诱导的环路重塑，两者共同撑起了功能的恢复。

这项研究用完整的证据链回答了三个层层递进的问题：通路通了没有？信号传给下游行走中枢了没有？下游环路的兴奋与抑制恢复到了能执行精细运动的水平没有？三个答案都是肯定的。

对于完全性脊髓损伤的患者而言，这套组合思路既有理论深度，也有临床转化的潜力。组织工程为断开的神经搭桥，物理刺激让休眠的网络重新运转，两者协同，或许就是让大脑指令重新抵达肢端的那把钥匙。虽然从大鼠到人还有很长的路要走，但至少这条路上，科学家已经找到了正确的方向。

参考文献：

Lai BQ, Wu CR, Yang SB, et al. Spinal cord tissueoid transplantation combined with tail nerve electrical stimulation promotes the voluntary movement of paralyzed hindlimbs in rats with transected spinal cord injury. Mater Today Bio. 2026;39:103418. Published 2026 Jun 29. doi:10.1016/j.mtbio.2026.103418