氧化应激引起的线粒体损伤和局灶性缺血缺氧引起的能量缺乏是脊髓损伤的重要恶化因素。既往研究显示，人参皂甙Rb1具有神经营养和神经保护作用，其是否也对脊髓损伤后能量代谢有影响，目前尚不清楚。实验采用人参皂甙Rb1对脊髓损伤小鼠模型以及氧糖剥夺细胞模型进行干预，结果显示，人参皂甙Rb1可显著抑制脊髓损伤小鼠神经元氧化应激，并保护线粒体，促进神经元的代谢重编程，增加糖酵解活性和ATP的产生，促进前角运动神经元存活，并促进后肢运动功能的恢复。由于Sirt3对糖酵解和氧化应激有很好的调节作用，因而以Sirt3抑制剂3-TYP对小鼠和细胞进行干预，可见人参皂甙Rb1的治疗效果被明显抑制。因此认为人参皂甙Rb1是治疗脊髓损伤的潜在药物，且其治疗作用与Sirt3密切相关。
https://orcid.org/0000-0002-4452-8005 (Xi-Fan Mei)
由于中枢神经系统再生能力非常有限，且对脊髓损伤有效的治疗方法很少，因此寻找促脊髓损伤后结构和功能恢复的药物先导分子具有重要的意义。有研究显示，多肽可显著地促损伤组织修复和再生，且由于两栖动物的脊髓再生能力很强，但目前少有研究探讨两栖动物脊髓来源的多肽对脊髓损伤的影响。因此此次实验首次从中国特有两栖动物花臭蛙脊髓中成功分离鉴定一种新型多肽—VD11（氨基酸序列为VDELWPPWLPC）。体外实验表明，VD11可促进脂多糖诱导BV2细胞中神经生长因子和脑源性神经营养因子的分泌以及缺氧损伤PC12细胞的增殖和突触延长。体内实验表明，椎管内注射VD11可明显促进脊髓损伤大鼠运动功能的恢复，减轻其病理损伤，并促进轴突的再生。进一步RNA测序和蛋白质印迹结果显示，其作用可能与AMPK和AKT信号通路的激活相关。综上，实验成功发现了一种新型两栖动物来源肽VD11，可促进脊髓损伤后结构和功能的恢复。
https://orcid.org/0000-0003-3210-8908 (Xin-Wang Yang); https://orcid.org/0000-0002-0983-4365 (Ying Wang);
https://orcid.org/0000-0003-4799-6717 (Jun Sun)
二甲双胍治疗可恢复脊髓损伤后广泛的生物活性，但其是否也对老年小鼠的脊髓损伤有作用，目前仍不清楚。考虑到血管生成在再生过程中的重要作用，实验假设二甲双胍可通过激活内皮细胞中的单磷酸腺苷活化蛋白激酶/内皮一氧化氮合酶通路，为脊髓损伤老年小鼠的微血管再生提供更有利的微环境。为此，实验以改良重物自由落体打击法建立了挫伤性脊髓损伤青年及老年小鼠模型中，结果显示，衰老会阻碍神经功能恢复和脊髓中血管的形成。然后以二甲双胍干预脊髓微血管内皮细胞，发现其可在体外促进脊髓微血管内皮细胞的迁移和血管形成。进一步体内实验通过腹腔注射二甲双胍对老年脊髓损伤小鼠模型进行治疗，可见其通过增加脊髓中新血管密度，促进内皮细胞增殖及血管生成，从而改善其神经功能。此外，单磷酸腺苷活化蛋白激酶抑制剂化合物C在体内外逆转二甲双胍的作用，由此提示单磷酸腺苷活化蛋白激酶/内皮一氧化氮合酶通路可能参与调节脊髓损伤后二甲双胍对血管生成的作用。上述结果表明，二甲双胍可通过激活单磷酸腺苷活化蛋白激酶/内皮一氧化氮合酶通路通过增强老龄小鼠损伤脊髓局部的血管再生，改善脊髓损伤后的神经功能。
https://orcid.org/0000-0002-6874-4853 (Chun-Yue Duan)
星形胶质细胞是维持正常胆固醇合成和代谢的重要细胞。脊髓损伤可导致星形胶质细胞中胆固醇代谢异常，从而过量产生氧甾醇，进而产生神经病理变化。25-羟基胆固醇是膜相关酶胆固醇25-羟化酶的主要产物，可在介导神经炎症方面起重要的作用。但脊髓损伤诱导的星形胶质细胞胆固醇代谢异常是否有助于25-羟基胆固醇的产生以及由此产生的病理效应值得进一步研究。实验首先在T9挫伤性脊髓损伤大鼠模型中发现，凝血酶活化可促进胆固醇25-羟化酶的表达。蛋白酶激活受体1抑制剂能够减弱前述变化对体外和体内星形胶质细胞的影响。紧接着在体外培养的原代星形胶质细胞中证实凝血酶主要通过与蛋白酶激活受体1受体相互作用激活丝裂素活化蛋白激酶/核因子κB信号通路而发挥作用。继而以敲低胆固醇25-羟化酶的星形胶质细胞的条件培养基培养巨噬细胞，发现后者的迁移能力减弱。最后在大鼠损伤脊髓鞘内注射了蛋白酶激活受体1抑制剂SCH79797，可见损伤部位小胶质细胞/巨噬细胞的迁移减少，运动功能明显恢复。这一结果揭示了一种新的凝血酶介导的星形胶质细胞胆固醇代谢的调节机制，其将有助于开发治疗脊髓损伤的药物。
https://orcid.org/0000-0003-2104-0231 (Aisong Guo)
脊髓损伤后，脑脊液中高磷酸化tau浓度增加，并与损伤严重程度相关。抑制tau蛋白被认为是许多中枢神经系统疾病如创伤性脑损伤和阿尔茨海默病的有效疗法；然而，抑制tau蛋白是否在脊髓损伤的治疗中起作用仍不清楚。实验在脊髓损伤中心使用siRNA干扰脊髓损伤大鼠tau蛋白的合成。首先证实抑制tau蛋白可充分下调炎症介质肿瘤坏死因子-α，白细胞介素6和白细胞介素1β的水平，增加激活的小胶质细胞极化，即从M1促炎表型到M2抗炎表型的转变，并减少脊髓损伤后急性噬菌体中的活性氧物质。此外，抑制tau蛋白后，脊髓损伤中心周围残留神经细胞的存活和神经元和轴突再生显著增强，减少胶质瘢痕，从而改善创伤性脊髓损伤的功能恢复。以上结果说明抑制tau蛋白可以减轻脊髓损伤后的神经炎症和氧化应激反应，改善脊髓损伤的预后。
https://orcid.org/0000-0002-4576-2311 (Ning-Ning Chen); https://orcid.org/0000-0003-3851-9687 (Lu Yu)
有研究发现，血清反应因子有助于周围神经的轴突再生，但其在中枢神经损伤后的作用仍不明确。为此，实验构建了T9-T10脊髓横断大鼠模型，发现损伤脊髓灰质神经元中血清反应因子的表达随着时间的延长而逐渐上调，第7天时达到峰值，随后逐渐下降。为进一步了解血清反应因子的作用，使用慢病毒载体过表达和沉默脊髓组织中血清反应因子，发现血清反应因子过表达可促进脊髓损伤大鼠运动功能恢复，生物素葡聚糖胺顺行示踪可见血清反应因子过表达可增加损伤脊髓中新生神经纤维的数量，同时透射电镜可见下轴突和髓鞘明显恢复，且沉默血清反应因子则表现出相反的迹象。提示血清反应因子在脊髓损伤后运动功能的恢复中发挥了至关重要的作用，其潜在机制可能与轴突再生的调节有关。
https://orcid.org/0000-0002-2298-4720 (Fei Huang)
星形胶质细胞和小胶质细胞在脊髓损伤后发挥着协调作用；然而，脊髓损伤后小胶质细胞调节星形胶质细胞的分子机制尚不完全清楚。因而，实验试图通过药理学手段消除小胶质细胞，从而了解小胶质细胞对星形胶质细胞反应的影响，并进一步探讨涉及信号转导与转录激活因子3（STAT3）途径的潜在机制。（1）体内实验中，在构建脊髓挫伤小鼠模型后，为了消除小胶质细胞，于造模前2周开始使用集落刺激因子1受体抑制剂PLX3397。结果发现PLX3397消除小胶质细胞后，脊髓损伤胶质瘢痕增殖紊乱，结构稀疏，炎症因子表达明显升高，加剧神经元死亡。他们应用转录组学分析发现消除小胶质细胞后，脊髓组织大量差异基因富集在炎症、纤维瘢痕等相关通路上。该团队发现抑制小胶质细胞后，星形胶质细胞中STAT3磷酸化水平也随之减弱。（2）随后的体外实验构建了小胶质细胞和星形胶质细胞共培养体系，加入小分子化合物STA21抑制STAT3通路激活，进一步验证了小胶质细胞可通过激活星形胶质细胞中STAT3通路，促进星形胶质细胞增殖。（3）以上实验数据说明，PLX3397消除小胶质细胞后，脊髓损伤小鼠星形胶质细胞STAT3磷酸化水平降低，星形胶质细胞增殖活化减少，胶质瘢痕形成受阻，从而导致炎症浸润扩散，加重脊髓损伤。
https://orcid.org/0000-0001-6975-6314 (Hui Zhang)
酪氨酸蛋白激酶受体A4在神经系统中广泛表达。在运动神经元病中，酪氨酸蛋白激酶受体A4信号通路在调节运动神经元死亡中起着重要作用，而铁死亡是运动神经元死亡的一种重要方式。为了解EphA4信号是否参与脊髓缺血再灌注损伤中细胞铁死亡。实验通过夹闭左颈动脉和左锁骨下动脉14min建立脊髓缺血再灌注损伤大鼠模型，可见脊髓缺血再灌注损伤可导致脊髓前角神经元中酪氨酸蛋白激酶受体A4表达增加，与此同时，铁死亡相关指标明显恶化，且具有铁死亡特征的线粒体数量显著增加，并伴有运动神经功能和血脊髓屏障通透性恶化以及运动神经元死亡。而抑制酪氨酸蛋白激酶受体A4后，上述异常指标均明显恢复。然而，鞘内给予铁死亡诱导剂Erastin则可抵消抑制酪氨酸蛋白激酶受体A4的有益作用。进一步通过质谱和PubMed检索筛选与酪氨酸蛋白激酶受体A4相互作用的Beclin1和Erk1/2蛋白，发现抑制酪氨酸蛋白激酶受体A4表达可导致与Beclin1的结合减弱，磷酸化Beclin1减少，且Beclin1与XCT复合物合成降低。且抑制酪氨酸蛋白激酶受体A4还能降低酪氨酸蛋白激酶受体A4和磷酸化Erk1/2的结合，同时下调c-Myc、转铁蛋白受体1以及磷酸化Erk1/2水平。此外发现，酪氨酸蛋白激酶受体A4与磷酸化Beclin1和磷酸化ERK1/2在前角神经元中共定位。综上，酪氨酸蛋白激酶受体A4可通过促进Beclin1和XCT复合物的形成，激活Erk1/2/c-Myc/转铁蛋白受体1轴，参与调控脊髓缺血再灌注损伤中前角脊髓运动神经元的铁死亡。
https://orcid.org/0000-0003-4250-2247 (Hong Ma)
脊髓损伤后功能恢复困难的原因主要是神经元固有再生能力较低和损伤微环境中各种再生抑制因子的影响。热休克转录因子1在中枢神经系统损伤后的神经发生和神经保护中有重要作用，然而其涉及的具体分子机制尚不清楚。实验发现，在壁虎尾椎截断后，受伤脊髓病变部位的神经元和小胶质细胞内的热休克转录因子1蛋白水平表达动态增加。热休克转录因子1在壁虎原代神经元中的强烈表达通过抑制细胞因子信号抑制因子3的表达明显促进了轴突的生长，并通过激活MER/ERK和PI3K/AKT通路促进了神经元的生存。调控IκB-α/NF-κB信号通路，抑制巨噬细胞炎症反应，改善损伤脊髓的炎性微环境。这些结果揭示了热休克转录因子1在促进轴突再生和抑制炎症微环境形成的双重作用。该研究为HSF1激动剂在修复损伤脊髓中的临床应用提供了参考数据。
https://orcid.org/0000-0001-5040-8926 (Yong-Jun Wang)
贝沙罗汀已被证明能促进自噬，但其尚未应用于脊髓损伤的治疗中。为了解其对脊髓损伤的影响，实验建立了小鼠T11-T12脊髓挫伤模型，然后连续5d腹腔注射贝沙罗汀进行治疗。结果发现，贝沙罗汀可有效减少损伤脊髓中胶原沉积和病变神经元数量，增加神经细胞突触数量，减轻氧化应激，抑制细胞焦亡，促进运动功能的恢复，减少小鼠死亡。进一步研究发现，以3-甲基腺嘌呤抑制自噬可逆转贝沙罗汀对脊髓损伤的作用。同时贝沙罗汀还可增强促进脊髓损伤后转录因子E3的激活和核易位，并激活AMPK-SKP2-CARM1和AMPK-mTOR信号通路，而静脉注射TFE3 shRNA或腹腔注射AMPK抑制剂化合物C均可抑制贝沙罗汀的作用。提示贝沙罗汀可通过AMPK-SKP2-CARM1和AMPK-mTOR信号通路调节转录因子E3核易位，促进细胞自噬，以降低活性氧平，并抑制细胞焦亡，最终改善脊髓损伤后运动功能。
https://orcid.org/0000-0001-7795-576X (Kailiang Zhou); https://orcid.org/0000-0001-8277-7590 (Sunren Sheng); https://orcid.org/0000-0003-0540-4250 (Xingyu Wang); https://orcid.org/0009-0007-9455-5961 (Haojie Zhang); https://orcid.org/0000-0003-1395-3364 (Hao-Jie Zhang)
维持血脊髓屏障完整性对脊髓损伤的恢复至关重要。铁死亡参与了脊髓损伤的病理改变，而铁死亡是否参与了脊髓损伤后血脊髓屏障的破坏尚无定论。实验在大鼠挫伤性脊髓损伤后腹腔注射铁死亡抑制剂liproxstatin-1（Lip-1）。发现Lip-1可以：（1）改善脊髓损伤大鼠的运动功能和电生理表现；（2）通过上调紧密连接蛋白的表达来维持血脊髓屏障的完整性；（3）抑制脊髓损伤后的内皮细胞铁中毒，这表现在内皮细胞标志物大鼠内皮细胞抗原1和铁死亡标志物酯酰辅酶A合成酶长链家族成员4和15-脂氧合酶的免疫荧光结果上。此外，由于Lip-1对血脊髓屏障完整性的保护，炎症细胞的招募以及星形胶质细胞出现减少。体外实验结果显示，Lip-1可通过上调谷胱甘肽过氧化物酶4和下调酯酰辅酶A合成酶长链家族成员4和15-脂氧合酶减轻体外大脑内皮细胞铁中毒。总之，Lip-1通过抑制内皮细胞的铁死亡和维持血脊髓屏障来促进脊髓损伤的恢复。
https://orcid.org/0000-0003-4904-7697 (Xue Yao); https://orcid.org/0000-0001-9437-7674 (Shiqing Feng)
脊髓型颈椎病是成人最常见的导致脊髓功能障碍的疾病之一，其病理机制在于脊髓受到椎管内骨性结构或软组织的慢性压迫。铁死亡是许多神经退行性疾病的一个重要病理过程；然而，它在慢性脊髓压迫中的作用仍不清楚。实验建立了慢性压迫性脊髓损伤大鼠模型，通过转录组测序技术发现了铁死亡相关通路在这个模型中富集。通过透射电子显微镜和丙二醛定量分析，研究证实铁死亡的活性在压迫第4周达到峰值，而在第8周时减弱，与神经功能显著负相关。qPCR、免疫荧光和免疫印迹检测发现，在脊髓压迫后第4周神经元中的抗铁死亡分子谷胱甘肽过氧化物酶4和MAF BZIP转录因子G的表达受到抑制，但在8周时增加。MAF BZIP转录因子G和Nrf2之间的相互作用在慢性脊髓压迫后第4周下调，却在第8周时被显著上调。谷胱甘肽过氧化物酶4和MAF BZIP转录因子G蛋白的表达呈正相关，与神经功能生理变化的趋势呈负相关。研究揭示了慢性脊髓压迫大鼠在伤后8周内的转录组以及铁死亡活性的变化，抑制铁死亡有利于慢性压迫性脊髓损伤后神经功能的恢复。实验结果为了解抗铁死亡疗法在治疗脊髓型颈椎病中的潜力提供了见解。
https://orcid.org/0000-0003-4809-9516 (Yang Duan)
创伤后的脊髓重塑包括退化和再生过程，这影响了脊髓损伤后功能恢复的有效性。脊髓损伤的基因治疗可以诱导神经组织重塑的积极变化。作者在其既往研究中，为了有治疗作用的基因传递至脊髓损伤部位，开发了一种新的方法，即使用携带重组cDNA的嵌合型腺病毒（Ad5/35）体外转导的自体浓缩白细胞。此次研究评估了同时产生重组血管内皮生长因子、胶质细胞源性神经营养因子和神经细胞粘附分子的遗传富集的浓缩白细胞静脉输注对中度脊髓损伤小型猪模型损伤脊髓组织重塑的分子和细胞变化的影响。实验根据损伤的中心点，对治疗动物的喙部和尾部的脊髓再生进行了形态学和免疫荧光分析，结果显示，自体灌注遗传富集的浓缩白细胞使脊髓损伤小型猪：(1)灰质完整度和脊髓细胞的存活率提高（Caspase-3阳性细胞数量减少，Hsp27的表达减少）；(2)突触蛋白的表达恢复。(3)星形胶质增生减少（GFAP阳性星形胶质细胞和Iba1阳性小胶质细胞的面积减少）；(4) βIII-管蛋白阳性轴突的再生率提高，同时侧皮质脊髓束区域的Olig2阳性少突胶质细胞数量增加。这些结果显示，静脉输注产生重组血管内皮生长因子、胶质细胞源性神经营养因子和神经细胞粘附分子的自体富集浓缩白细胞对创伤后重塑脊髓神经组织的分子和细胞学水平有积极作用。这些数据为脊髓损伤的新基因治疗方法应用提供了一个坚实的实验基础。
https://orcid.org/0000-0002-6632-4636 (Rustem Robertovich Islamov)
越来越多的证据表明，线粒体动力学失衡在脊髓损伤继发性损伤病理过程中起着至关重要的作用。作者既往研究已发现光生物调节可有效改善脊髓损伤大鼠的运动功能，但其具体机制并未明确。为探索光生物调节对脊髓损伤后线粒体动力学的影响，实验连续14d，每天60min的光生物调节（810 nm，150 mW）对脊髓损伤大鼠模型进行治疗，透射电镜可见在脊髓损伤急性期（1d）和亚急性期（7和14d），大鼠脊髓神经元线粒体中存在肿胀和碎片化的迹象，而光生物调节可在亚急性期显著缓解脊髓组织中线粒体动力学失衡，并减轻神经元死亡，改善大鼠的后肢运动功能，且这一作用存在时间积累性。结果提示光生物调节直接靶向神经元内的线粒体，缓解线粒体动力学失衡诱导的神经元凋亡，进而促进脊髓损伤大鼠运动功能的恢复。
https://orcid.org/0000-0003-0852-1196 (Xue-Yu Hu); https://orcid.org/0000-0002-7573-1583 (Zhe Wang)
光生物调节，又称为低强度激光疗法，是一种经典的无创物理疗法，广泛用于多种疾病的治疗，具有良好的抗炎和组织修复效果。作者既往研究发现以810 nm低强度激光治疗可减少巨噬细胞的M1极化，促进运动功能的恢复；然而，这种抑制作用的机制尚不清楚。近年来，由于转录组测序分析对阐明疾病进展方面发挥了重要的作用，因此实验对诱导小鼠骨髓巨噬细胞行M1极化，并以低强度激光进行干预。转录组测序结果揭示了光生物调节调控巨噬细胞极化的差异基因表达谱，进一步GO富集和KEGG富集分析这些差异表达的基因，并构建了蛋白质-蛋白质相互作用网络和竞争性内源RNA网络。发现光生物调节可促进miR-330-5p的表达，从而抑制STAT3的表达；而miR-330-5p可与STAT3相互结合并抑制其表达；且诱导型一氧化氮合酶与STAT3表达变化趋势是一致。而后以光生物调节治疗脊髓挤压伤小鼠模型进行验证，证实光生物调节可减少诱导型一氧化氮合酶和STAT3的表达，并促进脊髓损伤小鼠运动功能的恢复。表明STAT3可能是光生物调节的潜在靶点，而miR-330-5p-STAT3通路是光生物调节发挥生物学功能的可能机制。
https://orcid.org/000-0003-0852-1196 (Xue-Yu Hu); https://orcid.org/0000-0002-7573-1583 (Zhe Wang)
DNA甲基化是疾病发生发展的重要表观遗传调节因子；DNA甲基化调控已被证明与多种脊髓损伤相关的功能反应密切相关。为了解DNA甲基化在脊髓损伤中的作用，实验构建了小鼠脊髓损伤后0-42d的连续简并代表性亚硫酸氢盐序列文库（RRBS）。发现脊髓损伤后， DNA甲基化水平整体降低，尤其是非CpG类。基于整体DNA甲基化模式的相似性和层次聚类，使用分层聚类方法可将脊髓损伤分为3个阶段，第0-3天、第7-14 天、第28-42天，分别代表了脊髓损伤的早中晚期。非CpG甲基化尽管占总甲基化丰度的比例很小，但其水平，包括CHG和CHH甲基化水平，显著降低。启动子区、5'非翻译区、外显子、内含子和3'非翻译区中的非CpG甲基化水平均显著下降，而CpG甲基化水平几乎没有改变。约一半的差异甲基化区位于基因间区，CpG和非CpG区的其他差异甲基化主要聚集在内含子区中，且其中DNA甲基化水平最高。接下来分析了启动子区与差异甲基化区相关基因的功能。根据基因本体分析的结果，DNA甲基化与脊髓损伤的多项基本功能反应有关，包括神经元突触连接建立和轴突再生。令人惊讶的是，CpG甲基化和非CpG甲基化均与胶质细胞或炎性细胞功能反应无关。综上，此次实验得到了脊髓损伤后DNA甲基化的动态模式，并发现非CPG甲基化降低是小鼠脊髓损伤后重要的表观遗传靶点。
https://orcid.org/0000-0001-9494-8211 (Liming Cheng)
脊柱手术后，神经元会向硬膜外部位分泌大量P物质，而后者与巨噬细胞分化和瘢痕纤维化疾病有关，但是P物质在硬膜外瘢痕纤维化中的具体作用和机制仍不清楚。为此，实验构建了L1-L3椎板切除小鼠模型，可见背根神经节神经元以及伤口部位浸润的巨噬细胞能释放P物质。进而在体外实验中发现，M1巨噬细胞分泌的P物质能促进M1巨噬细胞向M2巨噬细胞的分化。接下来的高通量mRNA测序结果表明，鞘脂代谢通路可能参与P物质调节M2分化。具体而言，鞘磷脂代谢通路中的鞘磷脂合成酶2可促进P物质调节巨噬细胞的M2分化。且鞘磷脂合成酶2抑制剂LY93抑制鞘磷脂合成酶2可抑制M2分化。此外，P物质还能促进中性粒细胞胞外陷阱网的形成，进一步促进M2分化。最后在椎板摘除小鼠模型中发现，P物质受体抑制剂RP67580可显著减少伤口部位M2巨噬细胞，减轻硬膜外瘢痕，并降低瘢痕组织中纤维连接蛋白、α-平滑肌肌动蛋白和I型胶原含量。上述结果表明，P物质可通过鞘磷脂合成酶2和中性粒细胞胞外陷阱网促进硬膜外纤维化中巨噬细胞的M2分化，这将为治疗硬膜外瘢痕提供了新的策略。
https://orcid.org/0000-0001-5925-0168 (Ming-Shun Zhang); https://orcid.org/0000-0003-3756-3627 (Jun Liu)
蝾螈的脊髓再生能力极强。如能探明蝾螈脊髓再生的分子机制，将为实现哺乳动物脊髓再生研究提供思路。实验选取在中国广泛分布的东方蝾螈作为研究对象，行脊髓横断构建脊髓损伤模型。可见其在损伤4和10d时存在明显的结缔组织再生，受损的脊髓被逐渐修复，在损伤3周内基本可恢复运动功能，且在脊髓损伤恢复期间，胶质纤维酸性蛋白阳性细胞持续增殖，并充满整个灰质，且成熟神经元数量也逐渐增加。继而以转录组测序筛选出蝾螈脊髓再生过程中存在13059种差异表达基因，经差异基因的趋势分析其中有4273种基因持续下调，1564种基因持续上调。再次筛选可见，Plp1，Krt75，Kbp等基因与哺乳动物脊髓再生有关。KEGG分析结果显示，差异表达的基因主要与免疫系统、细胞外基质以及细胞内的能量和蛋白质代谢有关。综上，东方蝾螈这些在脊髓再生中差异表达的基因可为进一步研究哺乳动物脊髓损伤及修复提供帮助。
https://orcid.org/0000-0001-5103-054X (Jun Li)
既往研究虽已表明人工合成的凝血酶抑制剂阿加曲班可减轻脑卒中后脑水肿，并减少神经元凋亡，但其是否也对脊髓损伤有修复作用，目前尚不清楚。实验以重物打击法建立T10中度脊髓损伤大鼠模型，而后持续3d腹腔注射阿加曲班进行治疗。结果显示，阿加曲班可有效促进脊髓损伤后神经功能的恢复，抑制脊髓损伤局部凝血酶的表达和活性。继而以生物信息学分析方法揭示发现差异基因主要富集于与脊髓损伤后星形胶质细胞增生和胶质瘢痕形成密切相关的JAK2/STAT3通路。最后以蛋白印迹以及免疫荧光染色法发现阿加曲班可下调脊髓损伤大鼠脊髓中蛋白酶激活受体1表达及其介导的PAR1/JAK2/STAT3信号通路，并抑制星形胶质细胞的活化和增殖，减少脊髓中的胶质瘢痕增生。因此阿加曲班可通过凝血酶介导的PAR1/JAK2/STAT3信号通路抑制星形胶质细胞增生，从而促进脊髓损伤后神经功能的恢复。
https://orcid.org/0000-0001-9437-7674 (Shiqing Feng); https://orcid.org/0000-0003-4904-9697 (Xue Yao).
Fidgetin是一种微管切割蛋白，可通过修剪微管不稳定区来调节轴突生长、轴突再生和细胞迁移。由于微管不稳定区对于轴突起始、延伸和导航至关重要，因此通过调节Fidgetin以影响微管不稳定区可能具有促进脊髓损伤轴突再生的意义。实验构建了脊髓损伤和坐骨神经损伤大鼠模型，与脊髓损伤相比，周围神经损伤后不稳定微管中酪氨酸化微管蛋白持续升高，而Fidgetin水平则明显下降。且Fidgetin耗竭可增强脊髓损伤后轴突的再生，并伴随微管正末端紧密结合的微管末端结合蛋白3的显著增加。继而以RNA干扰方法敲低微管末端结合蛋白3或Fidgetin，发现微管末端结合蛋白3缺失没有改变Fidgetin表达，但Fidgetin缺失却可显著增加微管末端结合蛋白3的表达和分布，且可释放更多的微管末端结合蛋白3进入生长中的神经突起，从而增加酪氨酸化微管蛋白水平。然后在敲除微管末端结合蛋白3的同时过表达Fidgetin，发现Fidgetin可通过与微管末端结合蛋白3结合靶向正在生长中的微管末端，修剪酪氨酸修饰的微管；而缺少Fidgetin时，微管不稳定区延长，从而增加轴突的长度和分支数量。因此提示Fidgetin可作为促进脊髓损伤后轴突再生的新治疗靶点，且该研究揭示了Fidgetin优先切割不稳定微管的机制。
https://orcid.org/0000-0003-1168-6119 (Mei Liu)
中国以往关于创伤性脊髓损伤的研究主要来自区域性地区，但关于流行病学和临床特征的全国性研究很少，特别是关于治疗状况和经济负担的国家级研究还没有开展。为揭示2013-2018年发生在中国的创伤性脊髓损伤的流行病学和临床特征、治疗状况和经济负担。这项国家级、基于医院的回顾性研究于2013年1月至2018年12月从代表中国地理分区的11个省/直辖市的30家医院招募了13,465例患者，记录了患者的流行病学和临床特征、治疗状况、总费用和日常费用。使用Joinpoint回归程序，通过年度百分比变化评估了住院患者中创伤性脊髓损伤的比例、通过骨科住院患者中创伤性脊髓损伤的比例以及费用的趋势。住院患者中创伤性脊髓损伤的百分比和通过骨科住院患者中创伤性脊髓损伤的百分比总体上没有明显变化（APC=-0.5%，95%CI：-3.8至2.9和2.1%，-4.1至8.6，分别）。共有10,053例（74.7%）患者在创伤性脊髓损伤后接受了手术。然而，只有2.8%的接受手术的患者在伤后不到24h接受了手术。共有2005例（14.9%）患者接受了大剂量（≥500mg）的甲基强的松龙琥珀酸钠/甲基强的松龙（MPSS/MP）治疗，615例（4.6%）患者在8h内接受治疗。急性创伤性脊髓损伤的总费用有所下降（-4.7%，-6.3至-3.1），而每日费用没有明显变化（1.0%，-1.4至3.5）。上述结果表明，医院需要提高完成早期手术的能力，因为24h内手术与改善感觉运动恢复有关；提高临床指南的知晓率，以提高治疗效果。
https://orcid.org/0000-0001-9437-7674 (Shiqing Feng)
实验研究表明，运动锻炼和人类脂肪干细胞在脊髓损伤中发挥积极作用；然而，脂肪干细胞和/或运动是否对脊髓损伤后的神经性疼痛有积极作用仍不清楚。因此，实验建立了一个胸11（T11）脊髓挫伤小鼠模型。脊髓损伤后立即将近1×105个细胞移植到T11脊髓病变部位。受伤后7到28天进行运动锻炼，与单一运动锻炼或脂肪干细胞治疗相比，运动锻炼结合脂肪干细胞治疗可明显缓解脊髓损伤后神经病理性疼痛，有效改善脊髓损伤后的运动功能恢复。另外，运动锻炼结合脂肪干细胞可显著降低小鼠脊髓损伤平面以下的腰髓背角小胶质细胞标志物离子化钙结合接头分子1和星型胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白的表达。这一发现为临床上脊髓损伤后的疼痛管理及康复治疗提供了新的治疗思路。
https://orcid.org/0000-0001-9633-7326 (Le Wang); https://orcid.org/0000-0002-1008-8072 (Yong Wan)
轴突球状体的形成是脊髓损伤后的常见特征。为了进一步了解介导轴突球状体形成的Ca2+的来源，实验使用了先前表征的体外小鼠脊髓模型，该模型允许对细胞外Ca2+进行精确的扰动。实验对Thy1YFP+转基因小鼠的脊髓组织进行了双光子激发显微镜成像，并应用亲脂性染料尼罗红，分别记录脊髓背柱轴突及其髓鞘的动态变化。在存在或不存在外部Ca2+的情况下，用Ca2+离子载体离子霉素选择性地从内部储存中释放Ca2+。在正常的2mM Ca2+人工脑脊液存在的情况下，离子霉素剂量依赖性地诱导髓鞘的病理变化和明显的轴突球状体形成。相反，去除外部Ca2+后 2小时内离子霉素诱导的髓鞘和轴突球状体的形成明显减少。使用在脊髓轴突中表达神经元特异性Ca2+指示剂的小鼠，实验证实了离子霉素诱导轴突内Ca2+的显著增加，但无外部Ca2+的情况下则未出现该现象。轴突周围的肿胀和由此产生的轴突-髓质界面的破坏往往先于轴突球状体的形成，并与之呈负相关。用库控钙内流阻断剂YM58483（500nM）预处理可明显减少髓鞘损伤和轴突球体的形成。总之，这些数据显示，离子霉素诱导的内部Ca2+储存的耗竭和随后通过库控钙内流的外部Ca2+进入有助于髓鞘的病理变化和轴突球状体的形成，从而为保护中枢有髓纤维提供了新的标靶。
https://orcid.org/0000-0003-1004-8991 (David P. Stirling)
椎管狭窄患者容易受到钝性损伤而诱发中央管综合征，寻找合适的动物模型有助于研究此类损伤的发病机制和治疗方法。实验基于小鼠颈部解剖结构，以5和10g/mm2压缩重量压迫C6脊髓建立急性钝性创伤性脊髓损伤模型，以模拟颈脊髓中央管综合征。行为学检测证实该模型符合颈脊髓中央管综合征特征，即前肢运动功能明显受损，而后肢基本上保留了运动和感觉功能。进一步苏木精-伊红染色发现，模型小鼠的脊髓病变区域都位于中央管附近的灰质，而外侧白质几乎未见损伤。核磁共振成像观察可见，轻度和重度损伤后，脊髓病变中心存在明显的低信号区。另外，免疫荧光染色提示脊髓白质区神经束损伤较小，且持续存在慢性炎症反应。实验结果提示，这种新型中央管综合征小鼠模型可作为临床前研究的模型，且中央管综合征模型中灰质是最易受影响的区域，会影响其支配的运动功能。
https://orcid.org/0000-0002-5939-138X (Shiqing Feng)
有研究发现，一种细胞内单(ADP-核糖基)转移酶—聚（ADP-核糖）聚合酶成员14(PARP14)可促进脑卒中后神经功能的恢复，但其在脊髓损伤中的功能尚不清楚。（1）为研究这个问题，实验首先建立了T10脊髓挫伤C57BL/6J小鼠模型，并在损伤后立即在损伤部位前后约1 mm处注射携带PARP14 shRNA的慢病毒以沉默PARP14。结果发现，脊髓损伤后，脊髓组织中PARP14表达上调，而敲低PARP14可加重脊髓损伤后的运动功能障碍，并伴随着显著的神经元丢失、严重的神经炎症以及轻微的骨丢失。此外，脊髓损伤后小胶质细胞中的PARP14也升高，PARP14敲低可激活脊髓组织中的小胶质细胞，并促进M2极化小胶质细胞（抗炎表型）向M1极化小胶质细胞（促炎表型）转变，这可能与信号转导和转录激活因子1/6通路有关。（2）接下来以脂多糖/干扰素γ诱导小胶质细胞M1 极化或以白细胞介素4诱导小胶质细胞M2极化来进行体外实验。结果表明，PARP14敲低可促进小胶质细胞的M1极化，同时激活了STAT1通路；而PARP14过表达则使小胶质细胞更容易发生M2极化，同时STAT6通路被激活。（3）综上可见，敲低PARP14通过STAT1/6通路调节小胶质细胞的表型转化，可促进脊髓损伤后神经功能的恢复。
https://orcid.org/0000-0002-1166-1627 (Yong-Xin Sun)
目前研究主要集中在观察细胞移植对病变脊髓后功能恢复的影响，而关于移植的细胞和/或生物材料调节脊髓损伤微环境作用的研究则较少被关注。实验首次将人类外周单核细胞重编程为诱导神经干细胞，然后将纤维蛋白-凝血酶微囊包封的人诱导神经干细胞移植到大鼠脊髓病变部位。BBB评分、电生理功能和免疫荧光/组织学分析结果显示，移植促进了脊髓损伤大鼠运动和电生理功能的恢复，减少了病变体积，并促进了病变核心处轴突神经丝的表达。对移植物和神经龛成分的分析显示，尽管移植物只存活了相对较短的时间（最多15天），但它仍能对微环境产生重要影响。诱导神经干细胞复合人纤维蛋白可减少浸润的免疫细胞数量，使小胶质细胞趋于向M2表型转化，并改变病变部位的细胞因子表达谱。表明纤维蛋白-凝血酶微囊包封的人诱导神经干细胞移植可调节脊髓损伤后的微环境，促进脊髓损伤后的功能恢复。
https://orcid.org/0000-0003-1508-510X (Zhiguo Chen)
脊髓损伤总是导致大量炎症细胞在病变部位聚集, 加剧神经炎症的发生。过度产生的趋化因子在相当程度上参与炎症细胞的迁移过程，但对脊髓常驻细胞诱导产生趋化因子的调控机制至今还未完全阐明。实验通过检测了大鼠脊髓挫伤后不同阶段巨噬细胞迁移抑制因子和CC趋化因子配体2（CCL2）的蛋白水平。结果显示，病变部位巨噬细胞迁移抑制因子的升高与星形胶质细胞中CCL2水平的增加是动态一致的。用不同浓度的MIF重组蛋白刺激原代培养的星形胶质细胞，可明显诱导细胞产生CCL2，而加入巨噬细胞迁移抑制因子抑制剂4-IPP则足以削弱这种刺激作用。对巨噬细胞迁移抑制因子介导的星形细胞产生CCL2的基本机制的进一步研究显示，巨噬细胞迁移抑制因子通过与CD74受体的结合明显激活了细胞内的JNK信号传导。在脊髓损伤后给予巨噬细胞迁移抑制因子抑制剂4-IPP，可以减少病变部位的CCL2募集的小胶质细胞/巨噬细胞，并明显改善大鼠的后肢运动功能。实验结果提供了星形胶质细胞激活的趋化因子在招募炎症细胞方面的新线索，并将有利于通过靶向CCL2来干预脊髓损伤后的神经炎症。
https://orcid.org/0000-0002-2100-3046 (You-Hua Wang); https://orcid.org/0000-0002-7969-6033 (Hua Xu)
人牙髓干细胞移植已被证实是一种治疗脊髓损伤的有效策略。由于旁分泌机制可能是干细胞移植治疗的基础，且含有牙髓干细胞分泌组的条件培养基能促进脊髓损伤的恢复，但其作用机制尚不清楚。实验首先以重物打击法构建了脊髓损伤大鼠模型，经腹腔注射牙髓干细胞条件培养基，结果发现牙髓干细胞条件培养基可有效促进脊髓损伤大鼠感觉和运动功能的恢复，且降低损伤脊髓中小胶质细胞中焦亡标记物NLRP3、GSDMD、Caspase-1和白细胞介素1β的表达，促进轴突和髓鞘再生，并抑制神经胶质瘢痕的形成。此外，在脂多糖诱导的BV2细胞模型中，牙髓干细胞条件培养基可通过抑制NLRP3/Caspase-1/白细胞介素1β通路保护细胞免受焦亡。上述结果表明，牙髓干细胞条件培养基可通过抑制NLRP3/Caspase-1/白细胞介素1β通路来减轻小胶质细胞焦亡，从而促进脊髓损伤后神经功能的恢复。因此牙髓干细胞条件培养基可能成为脊髓损伤的一种替代疗法。
https://orcid.org/0009-0006-5688-5946 (Tao Liu); https://orcid.org/0000-0001-8798-509X (Xueming Chen)
脊髓损伤（SCI）后，免疫细胞广泛浸润，加剧了损伤并导致神经进一步退化。因此，当前研究的一个主要目标是针对免疫反应治疗脊髓损伤。虽然已有很多研究分析了脊髓损伤后复杂的炎症过程，但以往文献中关于局部细胞因子调控的时间线仍存在很大差异。为了解脊髓损伤后2周细胞因子调节时间线，确定细胞因子水平的性别差异以及随脊髓损伤严重程度显著变化的局部细胞因子。实验建立轻度、中度、重度挫伤或完全横断大鼠模型，在伤后不同时间点采集以损伤处为中心的 7 mm脊髓，用细胞因子/凝血因子 27-Plex 分析法对组织匀浆进行分析。结果显示，包括肿瘤坏死因子α、白细胞介素-1β和白细胞介素6在内的促炎细胞因子在损伤后均上调，但在损伤后约24h内恢复到未损伤时的水平，而包括单核细胞趋化蛋白1在内的趋化因子在损伤后数天内仍上调。相反，包括白细胞介素10 和血管内皮生长因子在内的几种抗炎细胞因子和生长因子在伤后7天内下调。损伤后，专门影响参与神经胶质疤痕形成的星形胶质细胞的组织金属蛋白酶抑制剂1的增加幅度超过了所有其他细胞因子，比未损伤的大鼠高 26.9 倍。在轻度挫伤后，有 11 种细胞因子表现出性别差异性；但在重度挫伤后，只有瘦素水平在雌性和雄性大鼠之间存在差异。总之，促炎细胞因子启动了炎症过程，并在受伤后数小时内恢复到基线水平，趋化因子在受伤后数天内继续招募免疫细胞，而抗炎细胞因子在受伤后1周内下调，轻度伤后细胞因子的性别差异随着受伤程度的加重而减弱。这项研究的结果确定了影响免疫细胞浸润的关键趋化因子和参与损伤后神经胶质瘢痕形成的重要细胞因子，这对研究人员开发针对损伤后二次损伤的治疗方法至关重要。
https://orcid.org/0000-0002-5062-5952 (Amgad S. Hanna)
在脊髓发育过程中，顶板分泌的骨形态发生蛋白定向了感觉神经元的命运，包括上行感觉柱的形成，尽管它们的生物学特性还不是很清楚。II型骨形态发生蛋白受体是同源受体，在胚胎发育过程中由神经前体细胞表达；然而，从胎儿脊髓中富集II型骨形态发生蛋白受体阳性神经前体细胞的体外方法并不存在。免疫荧光检测发现，II型骨形态发生蛋白受体免疫荧光表达最高的区域定位在胎龄2个月的胎儿脊髓感觉柱上。在完整的胎儿脊髓和皮质中，CD34/CD39共定位检测确定了实质和脑膜相关的II型骨形态发生蛋白受体阳性血管细胞。白血病抑制因子免疫染色确定了集中在背角和腹角神经元中的体细胞群。白血病抑制因子补充和高密度培养相结合，使培养物生长传代超过10代，同时协同增加了具有分层细胞结构的神经球的比例。这些神经球的特点是II型骨形态发生蛋白受体+/MAP2ab+/–/βIII-tubulin+/nestin–/vimentin–/GFAP–/NeuN–神经前体细胞围绕着βIII-管蛋白+/nestin+/vimentin+/GFAP+/MAP2ab-/NeuN-多能前体的异质核心。源自三潜能神经球的分离培养物含有神经元（βIII-管蛋白+）、星形细胞（GFAP+）和少突胶质细胞（O4+）谱系细胞。荧光激活细胞分选筛选的II型骨形态发生蛋白受体阳性 神经前体细胞是MAP2ab+/–/βIII-tubulin+/GFAP–/O4– 。这是首次在人类胎儿脊髓中分离出的II型骨形态发生蛋白受体阳性神经前体细胞，并对其进行了定性。结果显示，白血病抑制因子与高密度再聚集培养物协同作用，支持神经球的器官型重组，由表面II型骨形态发生蛋白受体阳性神经前体细胞表征。实验提供的体外模型能够扩增10代以上的人类胎儿脊髓细胞数量。II型骨形态发生蛋白受体在脊髓发育中的作用的研究主要依赖于小鼠和大鼠模型，通过推断得出人类发育的特性。由于小鼠生物学和人类之间的显著物种差异，包括中枢神经系统结构的解剖差异，在小鼠模型中的发现不能被认为适用于人类脊髓发育。出于这些原因，实验中的体外模型为更好地理解神经发育途径提供了一种新的工具，包括骨形态发生蛋白信号，以及脊髓损伤研究和药物治疗测试。
https://orcid.org/0000-0001-8733-2654 (Michael W. Weible II); https://orcid.org/0000-0002-8225-3671 (Tailoi Chan-Ling)
