撰文丨王聰

編輯丨王多魚

排版丨水成文

當成年人類或動物的脊髓受到嚴重傷害時，他們就會不可逆轉(zhuǎn)地癱瘓，受損部位下方的脊髓所控制的身體部位將無法移動。為了治療這種脊髓損傷所造成的的傷害，醫(yī)生經(jīng)常對患者進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，但都只能暫時實現(xiàn)運動，而無法長期完全恢復運動能力。

然而，對嚙齒類動物的研究表明，雖然嚴重脊髓損傷會導致成年個體的永久唐歡，但新生嚙齒動物脊髓損傷后，無需接受任何針對性治療，也可以在成年后恢復大部分下肢活動能力。多年以來，神經(jīng)科學家們一直試圖搞清楚這背后的生物學機制，究竟為什么不同年齡階段受到相同的傷害會產(chǎn)生完全不同的長期結(jié)果。

近日，比利時魯汶大學的研究人員在國際頂尖神經(jīng)科學期刊 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。

研究團隊探索了患有脊髓損傷的新生小鼠后肢活動恢復的機制，發(fā)現(xiàn)這種恢復可以通過脊髓興奮性中間神經(jīng)元的神經(jīng)遞質(zhì)表型轉(zhuǎn)換來調(diào)節(jié)。

在這項研究中，研究團隊對兩組小鼠進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，研究團隊使用高速攝像機觀察和表征小鼠在跑步機上的運動情況，并將它們與對照組小鼠（沒有脊髓損傷的小鼠）的運動進行比較。然后，研究團隊進行了一系列分析，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和運動學差異。

結(jié)果顯示，成年小鼠脊髓損傷會促使神經(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，從而促進與運動神經(jīng)元接觸的突觸的抑制。而新生小鼠脊髓損傷會維持谷氨酸能中間神經(jīng)元（glutamatergic interneurons）的興奮性表型，并導致突觸性長芽（synaptic sprouting）以促進興奮。

這項研究結(jié)果表明，脊髓損傷的新生小鼠的后肢活動能力的恢復，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)元是連接脊髓運動神經(jīng)元和感覺神經(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。

接下來，研究團隊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法恢復自主運動能力。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動能力的恢復。

總的來說，這項研究表明，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動恢復能力。

研究團隊表示，接下來將進一步探索可能有助于脊髓損傷治療和恢復的方法，以幫助脊髓損傷患者重獲運動能力，這些潛在方法可以是特異性針對中間神經(jīng)元，通過調(diào)節(jié)中間神經(jīng)元的平衡來促進運動能力的恢復。

論文鏈接：

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

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網(wǎng)址: Nature子刊：脊髓損傷后的運動恢復，興奮性中間神經(jīng)元是關鍵 http://www.u1s5d6.cn/newsview148792.html