小胶质细胞是中枢神经系统中唯一的常驻的单核细胞-巨噬细胞，在脊髓损伤后的病理生理发展中起着至关重要的作用，但其具体作用尚不清楚。为探索小胶质细胞在脊髓损伤后的具体调控作用及分子机制，实验首先利用生物信息学技术对脊髓损伤后单细胞测序数据集进行分析，并重点探索了脊髓损伤后小胶质细胞在神经炎症反应中的细胞亚群变化及其可能的调控机制。结果显示，小胶质细胞MG1亚群在脊髓损伤后急性和亚急性期出现，并高表达细胞焦亡、鞘磷脂代谢和神经炎症相关基因。然后建立了脊髓挫伤小鼠模型，并通过鞘内注射siRNA和分子抑制剂来验证神经酰胺合成酶5在脊髓损伤后神经炎症反应和细胞死亡中的作用及机制，并通过PC12-BV2细胞共培养系统进一步验证神经酰胺合成酶5在体外脊髓损伤模型中小胶质细胞焦亡和神经炎症反应中的作用。可见，神经酰胺合成酶5和细胞焦亡相关蛋白在脊髓损伤后14d内高表达。在体内外脊髓损伤模型中抑制神经酰胺合成酶5表达可有效地减少细胞焦亡，并且神经酰胺合成酶5诱导的细胞焦亡依赖于NLRP3信号通路的激活。抑制小胶质细胞中CerS5表达可减少神经元凋亡，促进神经功能的恢复。进一步研究发现脊髓损伤后Pla2g7介导的鞘磷脂代谢与神经酰胺合成酶5参与的细胞焦亡之间存在串扰关系，且这种串扰调控机制与Pla2g7抑制NLRP3信号通路激活密切相关。综上，抑制脊髓损伤后小胶质细胞内CerS5表达能够有效抑制NLRP3信号通路介导的小胶质细胞焦亡，从而发挥神经保护作用。
https://orcid.org/0000-0003-2282-4687 (Liangming Zhang); https://orcid.org/0000-0001-9295-8176 (Bin Liu);
https://orcid.org/0000-0003-0373-7393 (Limin Rong)
炎症微环境和神经兴奋性毒性会阻碍脊髓损伤后的神经元再生和功能恢复。鲁索替尼（Ruxolitinib）是一种JAK-STAT抑制剂，可治疗自身免疫性疾病和关节炎，并可对抗炎症因子风暴。尽管研究已显示了鲁索替尼在神经系统创伤中具有显著的神经保护潜力，但其增强脊髓损伤后功能恢复的确切机制，特别是对星形胶质细胞的影响，仍然不明。此次实验首先在T10脊髓挫伤小鼠模型中发现，灌胃鲁索替尼可有效改善其后肢运动功能，并缩小脊髓损伤面积。进一步转录组测序分析结果显示，鲁索替尼可减轻脊髓损伤后的炎症和免疫反应，恢复了EAAT2表达，降低谷氨酸水平，减轻兴奋性毒性。随后发现鲁索替尼可抑制损伤脊髓中JAK2和STAT3的磷酸化，并通过抑制核因子κB信号通路，降低核因子κB磷酸化水平和炎症因子白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α的表达。最后在谷氨酸诱导兴奋性毒性星形胶质细胞中发现，鲁索替尼通过抑制STAT3的激活来恢复星形胶质细胞中EAAT2的表达并增强谷氨酸的摄取，从而减少谷氨酸诱导的神经兴奋性毒性、钙内流、氧化应激和细胞凋亡，并增加树突分支的复杂性。上述结果表明，鲁索替尼可通过挽救星形胶质细胞EAAT2的表达来恢复谷氨酸稳态减少神经兴奋性毒性，并有效减轻脊髓损伤后的炎症反应和免疫反应，从而促进脊髓损伤的功能恢复。
https://orcid.org/0000-0001-5567-0536 (Xiaojian Cao); https://orcid.org/0000-0003-3156-4856 (Jie Chang);
https://orcid.org/0000-0003-0753-9503 (Tao Sui)
免疫炎症反应是脊髓损伤病理过程中的中心事件，可显著影响神经再生和功能恢复，但对外周性免疫炎症反应的了解仍较少。实验首先通过高通量测序获得了脊髓损伤患者外周血中的微小RNA表达谱，同时利用GEO数据库GSE151371获取了脊髓损伤患者的mRNA表达谱。然后利用生物信息学方法鉴定出54种差异表达的微小RNA和1656种差异表达的基因。进而通过功能富集分析发现，多种常见的免疫炎症相关信号通路可在脊髓损伤后发生了异常激活，如中性粒细胞外陷阱形成通路、T细胞受体信号通路、核因子κB信号通路。而后结合加权基因共表达网络分析和LASSO逻辑回归和SVM-RFE算法的机器学习算法筛选出3种与脊髓损伤显著相关的生物标志物ANO10，BST1和ZFP36L2。随后，通过受试者人工曲线分析在原始训练数据集和临床样本中验证了这3种基因的表达水平和诊断性能。定量聚合酶链式反应结果显示，脊髓损伤患者外周血中ANO10和BST1表达升高，而ZFP36L2表达下降。同时，利用Cytoscape构建了微小RNA-mRNA相互作用网络。此外，CIBERSORT工具用于评估SCI患者中外周血中22种免疫细胞的比例，可见与健康受试者相比，脊髓损伤患者的幼稚B细胞、浆细胞、单核细胞和中性粒细胞比例增加，而记忆B细胞、CD8+T细胞、静息自然杀伤细胞、静息树突状细胞和嗜酸性粒细胞比例明显降低，且ANO10, BST1和ZFP26L2表达水平与免疫细胞比例密切相关。该研究结果为脊髓损伤免疫炎症相关治疗策略的制定提供新的方向，并提出ANO10，BST1和ZFP36L2是脊髓损伤的潜在生物标志物。
https://orcid.org/0000-0002-8095-591X (Jianwen Xu); https://orcid.org/0000-0002-0528-5354 (Jianmin Chen)
减轻继发性炎症反应是治疗脊髓损伤方向之一，而小胶质细胞可参与继发性炎症反应。PTPN11基因编码的蛋白酪氨酸磷酸酶（SHP2）在体内中广泛表达，并通过多种机制参与炎症反应，因而被认为是治疗炎症相关疾病的潜在靶点，但其在脊髓损伤继发性炎症反应中的作用尚未见报道。此次实验发现SHP2可在脊髓损伤部位小胶质细胞中大量表达。在脂多糖诱导的小胶质细胞炎症模型中，以siRNA及SHP2抑制剂抑制SHP2表达可减轻小胶质细胞的炎症反应。值得注意的是，SHP2抑制剂治疗的脊髓损伤小鼠，其后肢功能显著改善且膀胱残余尿量减少。而后在体外实验中，在脂多糖诱导小胶质细胞中，以SHP2抑制剂抑制SHP2表达，可促进小胶质细胞M2型极化，抑制M1型极化。最后以共培养实验评估了SHP2抑制剂处理的小胶质细胞对神经元细胞的影响，结果显示，小胶质细胞产生的炎症因子可导致神经元凋亡，而抑制SHP2表达可减轻上述影响。总之，SHP2可通过介导小胶质细胞的活化亚型，调控脊髓损伤后的继发性炎症以及神经元损害的病理过程。而抑制SHP2可减轻脊髓损伤小鼠的炎症反应，促进损伤后的功能恢复。
https://orcid.org/0000-0003-1774-3014 (Tao You); https://orcid.org/0009-0001-6600-7374 (Xintian Ding)
胶质细胞在调节生理功能以及感觉、感染、急性损伤和慢性神经退行性疾病等疾病的病理变化方面发挥着至关重要的作用。胶质细胞包括中枢神经系统中的星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞，以及周围神经系统中的卫星胶质细胞和许旺细胞。尽管通过单细胞RNA测序或单核RNA测序已对动物模型中的神经胶质亚型和功能异质性有所了解，但很少有研究关注人类脊髓中神经胶质细胞的转录组学特征。此次实验使用空间转录组学结合高通量单核RNA测序来绘制人类脊髓中星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞的细胞和分子异质性，同时为探索不同物种之间的差异，将这些人类与小鼠的神经胶质细胞保守和差异表达谱进行比较。在人类脊髓中星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞均被分为6个不同的转录组亚簇，而小鼠脊髓中星形胶质细胞、小胶质细胞和少突胶质细胞分别被分为5个、4个和5个不同的转录组亚簇。表明人类和小鼠所有神经胶质细胞都存在显著的异质性。此外，实验还检测了人类不同性别脊髓神经胶质细胞的基因表达差异。可见在所有的星形胶质细胞中，男性的NEAT1和CHI3L1水平高于女性，而CST3水平低于女性。对于所有的小胶质细胞，所有的差异基因都位于性别染色体上。除性别特异性基因外，女性脊髓中所有少突胶质细胞比男性含有更多的MT-ND4，MT2A，MT-ATP6，MT-CO3，MT-ND2，MT-ND3和MT-CO2。上述结果广泛表征了神经胶质细胞的异质性，并为探索慢性疼痛、肌萎缩侧索硬化症、多发性硬化等脊髓相关疾病的细胞基础提供了宝贵的资源。
https://orcid.org/0000-0002-2754-7204 (Donghang Zhang); https://orcid.org/0000-0002-5005-2285 (Cheng Zhou)
脊髓损伤常会引起皮质脊髓束的破坏。尽管被破坏的皮质脊髓束具有一定程度的自我更新能力，但其潜在机制尚不清楚。N6-甲基腺苷修饰作为RNA水平上最常见的表观遗传调控形式，已被证明在生物过程中发挥重要作用。然而，N6-甲基腺苷修饰是否参与脊髓损伤后的皮质脊髓束再生仍然未知。此次实验发现脊髓损伤后运动皮质中存在甲基转移酶14高表达，并伴有N6-甲基腺苷水平上调。然后，以慢病毒敲低运动皮质中甲基转移酶14，可见脊髓损伤后皮质脊髓束的再生和神经功能的恢复均显著收到抑制。进一步通过生物信息学分析和RNA甲基化免疫共沉淀-定量PCR分析发现，甲基转移酶14可Mettl14可通过N6-甲基腺苷调控方式上调Trib2的表达，从而激活MAPK通路，促进皮质脊髓束再生。最后研究采用分子对接筛选促进Mettl14稳定性的小分子药物紫丁香苷，并证实灌注紫丁香苷可通过稳定Mettl14促进脊髓损伤小鼠皮质脊髓束的再生和神经功能的恢复。综上，这一研究揭示了N6-甲基腺苷修饰参与脊髓损伤后皮质脊髓束再生的调控机制。
https://orcid.org/0009-0006-7192-5774 (Jianzhong Hu); https://orcid.org/0000-0002-9618-4734 (Yong Cao);
https://orcid.org/0000-0002-4307-5235 (Chengjun Li)
侵袭性炎症和过度瘢痕形成是脊髓损伤后神经组织修复困难的主要原因。小胶质细胞和星形胶质细胞在脊髓损伤微环境中起着重要的作用，且两种细胞间存在着紧密的相互作用。然而其所涉及的机制仍不明确。此次实验发现，脊髓损伤后，静息态小胶质细胞M0极化为促炎型小胶质状态的MG1和MG3；静息态星形胶质细胞则极化为反应性和瘢痕形成性星形胶质细胞。生长停滞特异性蛋白6(Gas6)及其受体Axl在脊髓损伤后在上述细胞中的表达水平均明显下降。在体外实验中，Gas6对反应性星形胶质细胞和促炎型小胶质细胞的极化有负面影响，甚至抑制反应性星形胶质细胞和促炎型小胶质细胞之间的交叉调控。进一步的机制研究表明，Gas6可通过抑制YAP信号通路的激活从而抑制反应性星形胶质细胞的极化，并通过抑制NF-κB/p65和JAK/Stat3信号通路的激活从而抑制促炎型小胶质细胞的极化。在体内实验中，Gas6可抑制脊髓损伤部位中的促炎型小胶质细胞和反应性星形胶质细胞极化，从而促进组织修复和运动功能恢复。实验提出Gas6可通过抑制小胶质细胞的炎症通路及星形胶质细胞的极化，减弱炎症微环境中小胶质细胞与星形胶质细胞的相互作用，从而缓解脊髓局部炎症并减少胶质瘢痕的形成，发挥治疗脊髓损伤的作用。
https://orcid.org/0000-0002-4869-7041 (Xiang Li)
脊髓损伤后小胶质细胞的M1/M2表型转变在脊髓损伤继发性损伤阶段神经炎症的调节中发挥着重要作用。如何调控脊髓损伤后小胶质细胞的M1促炎表型向M2抗炎表型极化转换显得至关重要。色胺酮具有抗炎的生物学功能，但其在脊髓损伤 中的作用及其潜在的分子机制尚不清楚。实验发现色胺酮在体外促进小胶质细胞极化为 M2 表型，从而抑制了小胶质细胞源性炎症。其次，色胺酮通过抑制 cGAS/STING/NF-κB 通路活性来促进小胶质细胞的 M2 极化。有趣的是，袊发现，色胺酮靶向cGAS/STING/NF-κB通路能使小胶质细胞在脊髓损伤后从M1表型转变为M2表型，最终抑制神经元的丢失，促进脊髓损伤后的组织修复和功能恢复。最后，基于条件共培养系统，实验发现用色胺酮处理的小胶质细胞抑制了内质网应激相关的神经元凋亡。综上所述，色胺酮以 cGAS/STING/NF-κB 通路为靶点，可通过调节小胶质细胞极化至 M2 表型，减轻小胶质细胞源性神经炎症并促进脊髓损伤 后的功能恢复。
https://orcid.org/0000-0003-2121-7025 (Ying Wang); https://orcid.org/0000-0002-1927-0946 (Zhihui Huang); https://orcid.org/0000-0002-4745-892X (Honglin Teng)
有研究表明，骨髓间充质干细胞来源的小细胞外囊泡可通过携带微小核糖核酸（microRNA）诱导巨噬细胞表型的变化，从而减轻炎症。作者课题组在以往研究中，总结了干细胞来源的小细胞外囊泡携带 miRNAs 可调节巨噬细胞极化从而降低组织炎症。因此，实验探讨了低氧预处理的骨髓间充质干细胞来源小细胞外囊泡在大鼠脊髓损伤后巨噬细胞免疫调节中的作用及其在脊髓修复中的意义。通过密度梯度超速离心从骨髓间充质干细胞上清液中分离出小细胞外囊泡或骨髓间充质干细胞来源的小细胞外囊泡。体内实验验证了常氧预处理骨髓间充质干细胞来源的小细胞外囊泡和低氧预处理的骨髓间充质干细胞来源小细胞外囊泡均能减轻脊髓损伤，促进脊髓损伤大鼠的运功功能，这种现象与脊髓中巨噬细胞向 M2 型极化相关；进一步的体外实验结果显示，相较于小细胞外囊泡，低氧预处理的骨髓间充质干细胞来源小细胞外囊泡更有益于促进M2型巨噬细胞极化，减轻脊髓炎症。为了探寻这种疗效差异的原因，实验进一步完成了小细胞外囊泡和低氧预处理的骨髓间充质干细胞来源小细胞外囊泡中的 miRNA高通量测序，结合差异分析结果并查阅miRNA相关数据库（miRBase），确定了 miR-146a-5p 作为骨髓间充质干细胞来源的小细胞外囊泡疗效的关键因子之一。最后的过表达或者抑制miRNA的体外研究表明，miR-146a-5p可以促进M2型巨噬细胞极化，并与下调IRAK1/TRAF6/NF-κB通路相关。该研究成果为低氧预处理的骨髓间充质干细胞来源小细胞外囊泡作为脊髓损伤治疗工具的应用提供了新的见解。
https://orcid.org/0000-0002-4483-7465 (Chunmei Chen); https://orcid.org/0000-0002-4490-0380 (Chunhua Wang)
脊髓损伤后继发性损伤主要以复杂的炎症反应为特征，而驻留的小胶质细胞和浸润的巨噬细胞在其中发挥着重要的作用。既往研究基于2种细胞结构与功能的相似性将其归为一类，然而，越来越多的研究表明，小胶质细胞与巨噬细胞结构与功能仍存在着一定差异，对疾病进程有着不同的影响。此次实验采用单细胞RNA测序和空间转录组学来确定脊髓损伤后小胶质细胞和巨噬细胞的不同演化过程，结果显示，小胶质细胞在脊髓损伤后立即激活为促炎的表型，并随着疾病进展逐渐转化为抗炎的稳定态。而巨噬细胞在脊髓损伤后可与成纤维细胞和神经元等产生细胞间通讯，并同时具有促炎和神经保护作用，其中促炎作用可能与整合素β2（Itgb2）有关，而神经保护作用可能与制瘤素 M（Osm）通路有关。上述发现经体内实验得到了进一步验证。该研究凸显了脊髓损伤后小胶质细胞和巨噬细胞细胞的动态演化差异，这可能为脊髓损伤炎症机制和潜在的治疗靶点提供新的视角。
https://orcid.org/0000-0003-2450-4249 (Gang Li); https://orcid.org/0000-0002-2852-6798 (Guo-Xing Li);
https://orcid.org/0000-0002-5770-4135 (Nong Xiao)
对于慢性脊髓损伤患者来说，传统的治疗方法主要是康复干预。除此之外，其他治疗主要侧重于脊髓损伤并发症，如尿路感染、压疮、骨质疏松症、血栓形成等。但目前还没有治疗脊髓损伤的有效药物，外科医生也很少对慢性脊髓损伤患者进行手术治疗。因此，迫切需要进一步开发针对慢性脊髓损伤患者的有效疗法。此次随机对照研究纳入慢性胸段脊髓损伤患者30例，比较负重行走训练强化康复治疗与强化康复治疗结合手术干预治疗的效果。该研究于 2016 年 2 月 3 日在 ClinicalTrials.gov 注册（NCT02663310）。结果发现，与只接受负重行走训练的患者相比，接受手术干预结合负重行走训练的患者更脊髓损伤严重程度和痉挛症状减轻，肠道和膀胱功能恢复更快，且具备安全性。因此主张针对慢性 SCI 治疗可考虑手术结合负重行走训练强化康复治疗干预。
https://orcid.org/0000-0003-4039-4246 (Kwok-Fai So); https://orcid.org/0000-0002-7229-0081 (Xiao-Ming Xu)
运动疗法在脊髓损伤功能恢复方面显示出优势。为了解康复运动对挫伤性胸段脊髓损伤后功能恢复和形态变化的影响。经过7天的脊髓损伤恢复期后，小鼠被随机分为训练组（10周的自主轮跑与强制跑台运动训练）或未训练组。每2周一次的评估结果显示，与未经训练的组相比，经过运动训练的组，尤其是自主轮跑运动亚组，运动恢复能力明显提高，而且还能诱导多巴胺能和血清素调节的可塑性。此外，运动干预还能恢复步态，增强脊髓电生理功能。尽管各组的脊髓损伤面积一致，但运动训练促进了轴突的末端神经支配。总之，运动训练有助于胸段挫伤性脊髓损伤后功能的恢复，尤其以自主轮跑运动作用更佳。该研究结果将影响未来的脊髓损伤康复训练策略的制定。
https://orcid.org/0000-0002-7835-4963 (Wei Wu)
退行性脊髓型颈椎病是导致脊髓功能障碍最常见的原因之一，其症状持续时间较长，且损伤严重程度较高，预后较差。尽管大量研究探索了急性脊髓损伤的血清生物标志物，但对诊断退行性脊髓型颈椎病的生物标志物的探索仍然却很少。此次试验收集了30例退行性脊髓型颈椎病患者（51.3±7.3岁，12女18男），7名健康对照（25.7±1.7岁，1女6男），以及9例神经根型颈椎病患者（51.9±8.6岁，3女6男）的外周血样本，发现3组患者的血液样本在转录组学特征上呈现明显差异。进一步对差异基因表达行富集分析，确定了128种与神经功能障碍相关的退行性脊髓型颈椎病特异性差异表达基因。然后利用LASSO分析从中筛选出5种基因TBCD、TPM2、PNKD、EIF4G2和AP5Z1，构建了一个诊断模型，其在退行性脊髓型颈椎病诊断上的准确率达到93.5%。此外，以TCAP和SDHA构建的模型可区分轻度和重度退行性脊髓型颈椎病，准确率分别为83.3%和76.7%。而记忆性B细胞和记忆活化CD4+ T细胞这2种免疫细胞类型也能够有效预测退行性脊髓型颈椎病病变的数量，准确率达到80%。上述结果提示血液中的mRNA表达谱可用于预测退行性脊髓型颈椎病及严重程度。
https://orcid.org/0000-0002-9647-5275 (Bing Wang)
运动完全性脊髓损伤患者损伤仍存在对脊髓水平以下肌肉的控制能力。然而，由于长期不运动，最初尝试激活这些肌肉可能仍无法控制。作者既往一项研究已发现对完全脊髓损伤患者进行短暂的被动活动可其导致执行意志任务时肌电通道激活的增加。因此，为进一步了解运动完全性脊髓损伤患者在执行意志控制任务期被动活动对表面肌电图的影响，试验招募了招募了11例完全性胸椎脊髓损伤患者，并在被动运动后比较了8块主要腿部肌肉的表面肌电图数据。结果显示，与基线相比，短暂的被动活动显著增加了表面肌电通道数量和激活频率显著增加，且被动活动后表面肌电图振幅的累积均方根存在增加趋势。这些发现表明，短暂的被动活动可增强肌电检测任务时的自主肌肉激活的能力，从而提高评估完全性脊髓损伤患者残余控制能力的敏感性。
https://orcid.org/0000-0003-4480-3676 (Xiaoguang Li)
许旺细胞移植因其独特的促进生长和形成髓鞘的特性，被认为是修复损伤脊髓的最有前途的细胞疗法之一。但由于损伤引起的胶质瘢痕形成的抑制屏障，移植的许旺细胞不会迁移到宿主环境中，从而限制了轴突重新长入宿主脊髓。实验引入了一种组合策略，即将许旺细胞移植到脊髓损伤部位并同时在病变部位的喙侧和尾侧注射慢病毒软骨素酶ABC。结果显示，当软骨素酶ABC在病变喙侧和尾侧边界降解神经胶质瘢痕时，许旺细胞向喙侧和尾侧方向迁移了相当长的距离。这种许旺细胞迁移增强了轴突再生，包括源自脊髓上区的5-羟色胺能和多巴胺能轴突，并促进了运动和膀胱功能的恢复。重要的是，即使治疗延迟3个月以模拟慢性脊髓损伤，许旺细胞的存活和轴突生长在损伤后6个月仍能持续。以上结果表明，在促进脊髓损伤后的神经修复和功能恢复方面，许旺细胞和硫酸软骨素酶ABC联合移植策略大有可为。
https://orcid.org/0000-0003-3195-6489 (Nai-Kui Liu); https://orcid.org/0000-0002-7229-0081 (Xiao-Ming Xu)
作者既往研究已证实抑制神经干细胞的程序性坏死可促进脊髓损伤后的功能恢复。外泌体被认为可参与干细胞外分泌功能，其在脊髓损伤后的作用尚不明确。为探索神经干细胞发生程序性坏死后产生的外泌体在脊髓损伤后发挥的作用，实验首先通过单细胞测序数据印证了神经干细胞来源于室管膜细胞，并可在脊髓损伤后发生程序性坏死。随后，从E16-17胎鼠中提取神经干细胞，构建了体外坏死模型，并提取外泌体，发现坏死对外泌体的基本特性和产量没有明显影响。对上述外泌体进行全转录测序，鉴定出差异表达的108种mRNA、104种长链非编码RNA、720种环状RNA和14种微小RNA。继而构建竞争性内源RNA网络筛选出Tsc2，Slc16a3和Foxp1三种枢纽基因。在体内实验中证实，损伤脊髓组织中TSC2表达上调，且TSC2阳性细胞存在于损伤区SOX2阳性细胞周围。此外，也在体外实验中发现外泌体受体细胞中TSC2表达的增加。最后，对脊髓损伤后细胞通讯的进一步分析显示，Tsc2在脊髓损伤后1和3d通过表皮生长因子和Midkine信号通路参与室管膜细胞通讯，而Slc16a3在脊髓损伤后7d通过血管内皮生长因子和巨噬细胞迁移抑制因子信号通路参与管膜细胞的细胞通讯。上述结果证实，来源于经历了坏死的神经干细胞的外泌体可参与脊髓损伤后的细胞通讯，并能诱导受体细胞中TSC2表达的上调。
https://orcid.org/0000-0002-4576-2311 (Ningning Chen); https://orcid.org/0000-0001-9846-5655 (Kuileung Tong); https://orcid.org/0000-0002-3332-4453 (Penghui Zhang); https://orcid.org/0000-0002-7253-0495 (Shiming Li)
与哺乳动物不同，斑马鱼在脊髓损伤后展示出强大的再生能力，这使其成为研究神经再生的理想脊椎动物模型。虽然既往研究已确定参与这一过程的关键细胞类型，但其潜在的分子和细胞机制仍未可知。此次实验使用单细胞RNA测序来分析斑马鱼脊髓损伤后不同阶段的不同细胞群，揭示了多个神经元亚群在损伤后，与轴突发生相关的基因持续激活，而导致生长锥塌陷的分子信号则被抑制；放射状胶质细胞在损伤后表现出显著的增殖及分化潜力，表明两者分别在促进神经发生和轴突再生方面的重要作用。研究还发现，斑马鱼脊髓损伤后早期，炎症因子即迅速降低，这为组织修复与再生创造相对有利的宽松微环境。此外，部分成熟少突胶质细胞在损伤后暂时失去成熟标记并进入增殖阶段。上述结果显示了斑马鱼脊髓损伤后快速且有序的炎症调控以及新生神经元与胶质细胞的高效增殖和再分化，使得斑马鱼实现了脊髓重建。这为推动脊髓再生的细胞转变和分子程序提供了新的见解，为未来的研究和潜在的治疗策略提供了有前景的方向。
https://orcid.org/0000-0002-7646-2522 (Lingyan Xing); https://orcid.org/0000-0002-6032-3640 (Jiajia Chen);
https://orcid.org/0000-0002-0078-2394 (Guicai Li); https://orcid.org/0009-0000-0359-3786 (Zhiming Cui)
脊髓损伤是一种严重的中枢神经系统创伤性疾病，目前的治疗选择仍然非常有限。小胶质细胞是中枢神经系统中的关键免疫细胞，在脊髓损伤恢复过程中发挥着重要作用。为了研究小胶质细胞在脊髓损伤中的作用，实验在小鼠脊髓损伤前14天开始使用胶质细胞刺激因子1受体抑制剂PLX5622清除小胶质细胞，并在小鼠脊髓损伤后28天内继续清除小胶质细胞。结果发现持续清除小胶质细胞会导致脊髓损伤后病变面积的增大，下调脑源性神经营养因子的表达，并且会导致小鼠脊髓损伤后肢运动恢复能力的下降。因此，实验构建了小胶质细胞条件性过表达脑源性神经营养因子的小鼠，即CX3CR1 creER-/+:LSL-BDNF-/+-tdTomato（CX3:BDNF）。研究发现在小胶质细胞中过表达脑源性神经营养因子促进了脊髓损伤后小鼠后肢运动功能的恢复和血管生成。在脊髓损伤的急性期，在小胶质细胞中过表达 BDNF 可减少炎症因子的产生和神经元的凋亡。通过使用特异性标记小胶质细胞的转基因小鼠TMEM119 creER-/+:LSL-BDNF-+-tdTomato和在CX3:BDNF小鼠中使用一种不通过血脑屏障的胶质细胞刺激因子1受体抑制剂PLX73086，提示主要是小胶质细胞过表达脑源性神经营养因子产生了保护作用，而不是巨噬细胞过表达的脑源性神经营养因子发挥了保护作用。总之，实验证明靶向小胶质细胞过表达脑源性神经营养因子是促进脊髓损伤患者运动功能恢复的一种非常有前景的治疗策略。
https://orcid.org/0000-0002-4452-8005 (Xifan Mei)
大部分患者在脊髓损伤后除了丧失运动功能外，还会出现疼痛，其确切细胞分子机制仍待进一步研究。兴奋性谷氨酸转运体负责细胞外谷氨酸的再摄取，这使其成为防止神经元过度兴奋和兴奋性毒性的关键靶点。作者之前的研究表明，使用选择性雌激素受体调节剂他莫昔芬治疗脊髓损伤后，会出现性二态治疗窗口。实验旨在了解他莫昔芬对雌雄脊髓损伤大鼠的镇痛作用。实验假设，他莫昔芬可通过增加谷氨酸转运体的表达，从而降低次级神经元的过度兴奋性，或通过减少异常神经出芽来发挥镇痛作用。实验中，雄性和雌性大鼠的胸脊髓均受到中度挫伤，然后皮下注射缓释他莫昔芬或基质颗粒作为对照。使用 von Frey 单丝和 “上-下法 ”评估机械痛感。他莫昔芬治疗只减少了雌性脊髓损伤大鼠的异常性疼痛，显示了性别依赖效应。谷氨酸能转运体兴奋性氨基酸转运蛋白1/ 谷氨酸-天冬氨酸转运蛋白和兴奋性氨基酸转运蛋白2/谷氨酸转运蛋白1的表达谱显示，在脊髓喙端、损伤中心和尾端区域存在性别二态性，其主要表达于星形胶质细胞中。雌性大鼠的兴奋性氨基酸转运蛋白1表达水平明显高于雄性，而兴奋性氨基酸转运蛋白2表达水平则低于雄性。脊髓损伤后背角中降钙素基因相关肽α阳性肽能纤维和凝集素B4阳性非肽能纤维的比率增加，这表明背角的感受野有所增加。虽然行为测定显示他莫昔芬处理的雌性大鼠的异常性疼痛有所减轻，但这与谷氨酸转运体的过度表达或损伤后 28 d背角片层纤维的改变无关。以上结果为谷氨酸转运体在脊髓中的性别二态性表达提供了新证据，从而为治疗脊髓损伤后的慢性疼痛提供了治疗机会。
https://orcid.org/0000-0002-2912-554X (Jennifer M. Colón-Mercado)
促进突触可塑性和诱导残余神经纤维功能重组对脊髓损伤后运动功能的恢复具有巨大的临床意义。以神经根为新刺激靶点的神经根磁刺激可被证实通过促进损伤脊髓的神经传导和感觉运动皮质突触超微结构的恢复来改善运动功能。然而，人们对神经根磁刺激在脊髓中促进运动功能恢复的神经生理机制知之甚少，对神经可塑性的作用尚不明确。此次实验通过在成年雄性SD大鼠T10脊髓行中度压缩损伤建立脊髓损伤模型，而后从损伤后第3天起连续3周对L5神经根进行磁刺激。损伤第22天时可见，神经根磁刺激可下调脊髓损伤大鼠脊髓组织中炎症因子白细胞介素1β、白细胞介素6和肿瘤坏死因子α水平，并减少神经元损伤和胶质瘢痕形成，增加损伤脊髓中神经元数量。此外，神经根磁刺激还可减少脊髓损伤大鼠脊髓组织中神经递质乙酰胆碱、谷氨酸和多巴胺的释放，并增加与突触可塑性相关通路中PSD95、GAP43和Synapsin II的mRNA和蛋白的表达。因此，神经根磁刺激可减轻损伤脊髓中神经元损伤，增强突触结构和功能可塑性，并抑制炎症反应。这些发现为神经根磁刺激在脊髓损伤中的临床应用提供了实验室证据。
https://orcid.org/0000-0002-8477-5377 (Dongsheng Xu); https://orcid.org/0000-0001-5197-9181 (Jing Zhao);
https://orcid.org/0000-0001-5530-144X (Yulian Zhu)
脊髓损伤导致神经网络断裂，从而永久性丧失神经功能。移植神经干细胞（NSCs）有望修复中断的连接。然而，确保神经干细胞存活并融入宿主神经回路仍然是一项艰巨的挑战。在此，实验研究了改变神经干细胞的内在特性是否能增强其移植后的整合。重点是磷酸酶和天丝同源物（PTEN），它是一种特征明确的肿瘤抑制因子，已知能关键性地调节神经元存活和轴突再生。通过删除小鼠神经干细胞中的Pten，可观察到神经元的生长速度加快，对神经毒性环境的抵抗力增强。在移植到损伤脊髓后，Pten缺陷的神经干细胞表现出更高的存活率和更广泛的喙尾分布。为了研究部分抑制PTEN的潜在影响，用靶向PTEN的短发夹RNA（shRNA）处理大鼠神经干细胞，PTEN被敲除后，体外神经元的生长、存活和神经球的运动性都得到了显著改善。将经过 shPTEN 处理的神经干细胞移植到损伤的脊髓中，也会导致移植存活率和迁移率的提高，其程度与完全缺失的情况相似。此外，PTEN抑制促进了从病变中心迁移的神经干细胞来源神经元的神经元伸长。这些研究结果表明，改变神经干细胞的内在信号通路（如PTEN）可以提高它们的治疗效果，为未来脊髓损伤的再生策略提供了潜在的途径。
https://orcid.org/0000-0003-2233-9569 (Byung Gon Kim)
间充质基质细胞移植是治疗多种全身性和弥漫性疾病的一种有效而有前景的方法。但是目前尚不明确移植间充质基质细胞在体内的生物学特性，包括细胞活性、分布、迁移和在人体内的转归。传统的细胞示踪方法无法用于临床。使用超顺磁性氧化铁纳米粒子作为造影剂可在磁共振成像下对移植细胞进行观察。2016年国家医药产品监督管理局已批准一种新型超顺磁性氧化铁纳米粒子瑞存可用于临床试验的造影剂。此次实验使用比格犬制作半横断急性脊髓损伤模型，而后移植瑞存标记间充质基质细胞进行治疗。结果显示，瑞存标记的间充质基质细胞也能有效修复受损脊髓纤维，并部分恢复急性脊髓损伤动物的神经功能。且T2*WI上可见损伤脊髓两侧存在低信号区域。UTE-QSM量化结果显示，瑞存标记的间充质基质细胞可在损伤脊髓中稳定存在超过4周。提示磁共振成像在有效追踪瑞存标记的间充质基质细胞迁移变化及评估脊髓损伤修复能力方面有潜力。
https://orcid.org/0000-0003-3981-8849 (Bin Wang)
损伤后轴突连接的重塑是推动功能恢复的一个重要特征。网状脊髓束（ReST）是一种下降运动束，它同时包含兴奋纤维和抑制纤维。虽然脊髓损伤后网状脊髓束特别容易发生轴突生长和可塑性，但兴奋性纤维和抑制性纤维在可塑性方面的不同能力仍不清楚。由于适应性轴突可塑性涉及兴奋性和抑制性输入之间复杂的相互作用，实验探讨了谷氨酸能神经纤维（vGlut2）和GABA能神经纤维（vGat）的可塑性潜能，这两种纤维起源于巨细胞核（Gi）和外侧旁巨细胞核（LPGi），这两个核对运动功能非常重要。实验采用病毒追踪、化学沉默和基于人工智能的运动学分析相结合的方法，研究了损伤后前三周内的可塑性及其对功能恢复的影响，这一时期容易发生神经元重塑。实验结果显示，在这一时期，颈脊髓损伤后，巨细胞核和外侧旁巨细胞核内的谷氨酸能神经纤维会明显重新接线，而GABA能神经纤维则对损伤反应迟钝。实验还发现，兴奋性轴索纤维在脊髓损伤后重联，其急性沉默会导致功能恢复恶化。通过运动学分析，还确定了在功能恢复期间与巨细胞核或外侧旁巨细胞核相关的运动特征。总之，此研究加深了对脊髓损伤后功能恢复过程中巨细胞核和外侧旁巨细胞核作用的理解。
https://orcid.org/0000-0002-0917-1725 (Florence M. Bareyre)
非人灵长类动物正日益成为神经科学研究的对象。然而，目前还缺乏对猴脊髓运动神经元和初级感觉传入神经进行标记的有效神经元追踪技术。实验通过给予恒河猴坐骨神经注射霍乱毒素 B 亚基，成功地标记了腰段和骶段脊髓中的运动神经元和初级感觉传入神经纤维。标记的α运动神经元位于 L6-S1 节段的第9层，支配屈肌和伸肌。被标记的初级感觉传入神经纤维主要是髓鞘化的 Aβ 纤维，主要终止于腰4-7 节段的 I-II 层；这些传入神经与被标记的本体感觉传入神经纤维一起与多种类型的脊髓神经元形成兴奋性突触。总之，实验方法可为恒河猴脊髓的神经元连接提供解剖学证据，并可用于非人灵长类动物的脊髓研究。结果表明，霍乱毒素B亚基能够有效标记恒河猴脊髓中的运动神经元和感觉传入神经，为神经示踪技术提供了一种稳定有效的方法。这一发现为进一步探索NHPs中神经元连接和功能重建提供了重要工具。
https://orcid.org/0000-0002-9176-5150 (Wei Wang); https://orcid.org/0000-0002-4164-0499 (Xiaolong Zheng)
