撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

當(dāng)成年人類或動(dòng)物的脊髓受到嚴(yán)重傷害時(shí)，他們就會(huì)不可逆轉(zhuǎn)地癱瘓，受損部位下方的脊髓所控制的身體部位將無(wú)法移動(dòng)。為了治療這種脊髓損傷所造成的的傷害，醫(yī)生經(jīng)常對(duì)患者進(jìn)行藥物治療或電刺激治療。

這些治療方法雖然能夠產(chǎn)生一些積極的效果，但都只能暫時(shí)實(shí)現(xiàn)運(yùn)動(dòng)，而無(wú)法長(zhǎng)期完全恢復(fù)運(yùn)動(dòng)能力。

然而，對(duì)嚙齒類動(dòng)物的研究表明，雖然嚴(yán)重脊髓損傷會(huì)導(dǎo)致成年個(gè)體的永久唐歡，但新生嚙齒動(dòng)物脊髓損傷后，無(wú)需接受任何針對(duì)性治療，也可以在成年后恢復(fù)大部分下肢活動(dòng)能力。多年以來(lái)，神經(jīng)科學(xué)家們一直試圖搞清楚這背后的生物學(xué)機(jī)制，究竟為什么不同年齡階段受到相同的傷害會(huì)產(chǎn)生完全不同的長(zhǎng)期結(jié)果。

近日，比利時(shí)魯汶大學(xué)的研究人員在國(guó)際頂尖神經(jīng)科學(xué)期刊 Nature Neuroscience 期刊發(fā)表了題為：Neurotransmitter phenotype switching by spinal excitatory interneurons regulates locomotor recovery after spinal cord injury 的研究論文。

研究團(tuán)隊(duì)探索了患有脊髓損傷的新生小鼠后肢活動(dòng)恢復(fù)的機(jī)制，發(fā)現(xiàn)這種恢復(fù)可以通過(guò)脊髓興奮性中間神經(jīng)元的神經(jīng)遞質(zhì)表型轉(zhuǎn)換來(lái)調(diào)節(jié)。

在這項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)對(duì)兩組小鼠進(jìn)行了胸部下部分的完全脊髓橫斷，兩組小鼠分別是成年小鼠和新生5天小鼠。

隨后，研究團(tuán)隊(duì)使用高速攝像機(jī)觀察和表征小鼠在跑步機(jī)上的運(yùn)動(dòng)情況，并將它們與對(duì)照組小鼠（沒(méi)有脊髓損傷的小鼠）的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行比較。然后，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)行了一系列分析，以確定成年的脊髓損傷小鼠和新生脊髓損傷小鼠之間的生物學(xué)和運(yùn)動(dòng)學(xué)差異。

結(jié)果顯示，成年小鼠脊髓損傷會(huì)促使神經(jīng)遞質(zhì)將空間定義的興奮性中間神經(jīng)元轉(zhuǎn)換為抑制性表型，從而促進(jìn)與運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元接觸的突觸的抑制。而新生小鼠脊髓損傷會(huì)維持谷氨酸能中間神經(jīng)元（glutamatergic interneurons）的興奮性表型，并導(dǎo)致突觸性長(zhǎng)芽（synaptic sprouting）以促進(jìn)興奮。

這項(xiàng)研究結(jié)果表明，脊髓損傷的新生小鼠的后肢活動(dòng)能力的恢復(fù)，受到損傷特異性神經(jīng)遞質(zhì)特性的轉(zhuǎn)換和興奮性中間神經(jīng)元之間連接性重排的調(diào)節(jié)。興奮性中間神經(jīng)元是連接脊髓運(yùn)動(dòng)神經(jīng)元和感覺(jué)神經(jīng)元的神經(jīng)元，它們利用神經(jīng)遞質(zhì)谷氨酰胺傳遞信號(hào)。

接下來(lái)，研究團(tuán)隊(duì)在脊髓損傷的新生小鼠中模擬了成年小鼠脊髓損傷后的抑制表型，結(jié)果這些脊髓損傷的小鼠將無(wú)法恢復(fù)自主運(yùn)動(dòng)能力。而在脊髓損傷的成年小鼠中，減弱這種抑制性表型，可以提高成年脊髓損傷小鼠的運(yùn)動(dòng)能力的恢復(fù)。

總的來(lái)說(shuō)，這項(xiàng)研究表明，興奮性中間神經(jīng)元的神經(jīng)遞質(zhì)表型影響了脊髓損傷后的運(yùn)動(dòng)恢復(fù)能力。

研究團(tuán)隊(duì)表示，接下來(lái)將進(jìn)一步探索可能有助于脊髓損傷治療和恢復(fù)的方法，以幫助脊髓損傷患者重獲運(yùn)動(dòng)能力，這些潛在方法可以是特異性針對(duì)中間神經(jīng)元，通過(guò)調(diào)節(jié)中間神經(jīng)元的平衡來(lái)促進(jìn)運(yùn)動(dòng)能力的恢復(fù)。

論文鏈接：

https://www.nature.com/aricles/s41593-022-01067-9  

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