硒已被证实可通过抑制铁死亡来促进脑出血后神经功能的恢复，但其硒是否也能促进脊髓损伤后的神经功能恢复以及作用机制仍有待阐明。实验在T10脊髓挫伤大鼠模型损伤后10min时，于损伤脊髓注射亚硒酸钠（3 µL，2.5 µM）。可见亚硒酸钠治疗能显著降低脊髓损伤大鼠脊髓组织中铁以及脂质过氧化产物丙二醛和4-羟基壬烯醛水平，促进特异性蛋白1和谷胱甘肽过氧化物酶4蛋白及mRNA的表达，促进神经元和少突胶质细胞的存活，抑制星形胶质细胞的增殖，进而促进运动功能的恢复。表明亚硒酸钠可改善脊髓损伤大鼠的运动功能，其作用可能是通过特异性蛋白1/谷胱甘肽过氧化物酶4通路抑制铁死亡实现的。
https://orcid.org/000-0003-2663-5971 (Jian-Jun Li); https://orcid.org/0000-0002-9525-8324 (Feng Gao)
间充质干细胞移植已被认为是治疗脊髓损伤的潜在策略，但肿瘤发生和免疫排斥等问题限制了其临床应用。由于间充质干细胞的疗效主要依赖于旁分泌作用，而外泌体是间充质干细胞释放旁分泌因子中最重要的成分，因而可能替代间充质干细胞移植，但是其潜在机制仍有待探索。试验以打击法建立T10脊髓损伤大鼠模型，在损伤后30min和1d时经尾静脉注射200μL外泌体（200μg/mL，来自约1×106 骨髓间充质干细胞）进行治疗。结果显示，（1）骨髓间充质干细胞来源的外泌体可显著减少脊髓损伤后神经元的死亡，改善髓鞘的无序排列和脱失，增加脊髓血管壁上周细胞/内皮细胞覆盖，减轻血脊髓屏障渗漏，同时减少Caspase 1的阳性表达，抑制白细胞介素1β的释放，促进大鼠运动功能的恢复；（2）在体外以干扰素γ、肿瘤坏死因子α、脂多糖、 Lipofectamine®3000以及ATP复合刺激诱导周细胞焦亡模拟体外损伤，以骨髓间充质干细胞来源的外泌体预处理8h，可明显减轻周细胞的焦亡，并提高周细胞的存活率。（3）实验结果表明，骨髓间充质干细胞来源的外泌体可通过抑制周细胞焦亡来保护血脊髓屏障的完整性，促进神经元的存活和神经纤维的延伸，最终促进脊髓损伤大鼠运动功能的恢复。实验于2019年3月16日经郑州大学伦理委员会批准。
https://orcid.org/0000-0002-2220-9257 (Yan-Jie Jia); https://orcid.org/0000-0001-9571-6295 (Yan Zhou); https://orcid.org/0000-0002-9225-5443 (Lu-Lu Wen)
作者既往所做RNA测序研究表明，脊髓损伤后长链非编码RNA缺血相关因子Vof-16（lncRNA Vof-16）表达上调，但其在脊髓损伤中的具体作用尚不清楚。（1）实验首先通过生物信息学分析发现lncRNA Vof-16可能参与炎症和凋亡的病理生理过程；（2）利用含pHBLV-U6-MCS-CMV-ZsGreen-PGK-PURO载体的lncRNA Vof-16敲低慢病毒和含pHBLV-U6-MCS-CMV-ZsGreen-PGK-PURO载体的过表达lncRNA Vof-16慢病毒转染PC12细胞，见lncRNA Vof-16过表达可抑制PC12细胞的存活和增殖，并抑制细胞迁移和神经突起延伸，而敲低lncRNA Vof-16则减轻上述变化。Western blot结果显示，lncRNA Vof-16过表达还能提升PC12细胞中白细胞介素6、肿瘤坏死因子α和Caspase-3的表达，并降低Bcl-2的表达；（3）实验还建立了T10完全横断脊髓损伤大鼠模型，在损伤后即刻于损伤部位注射lncRNA Vof-16敲低或过表达慢病毒。损伤后7d时，敲低lncRNA Vof-16的大鼠脊髓组织中神经元的存活和轴突延伸明显增加，损伤后8周时，大鼠的后肢神经功能明显改善；（4）值得注意的是，敲低lncRNA Vof-16的大鼠脊髓组织中Bcl-2表达增加，肿瘤坏死因子α和Caspase-3下调，而过表达lncRNA Vof-16的大鼠则呈现相反的趋势；（5）结果表明，lncRNA Vof-16可能与炎症和细胞凋亡的调节有关，抑制lncRNA Vof-16可能有助于促进脊髓损伤后的神经再生和功能恢复。实验经广东省实验动物管理委员会批准。
https://orcid.org/0000-0002-1115-3681 (Hong-Fu Wu); https://orcid.org/0000-0002-0270-9705 (Gan-Hai Chen)
硬膜外脊髓电刺激是脊髓损伤后恢复运动功能的一项很有前景的治疗方法，瘫痪肢体重建运动功的关键在于精确控制硬膜外脊髓电刺激的刺激部位和参数。为了通过硬膜外刺激精确激活下肢肌肉，该课题组设计了一种高密度柔性电极阵列，并希望在脊髓损伤模型大鼠上定位硬膜外刺激运动功能区。(1)实验以横断法制备脊髓损伤模型大鼠，为评估硬膜外刺激的效果，记录了脊髓损伤模型大鼠双侧下肢肌肉的诱发电位，包括股外侧肌、半腱肌、胫前肌和腓肠肌内侧肌。为了确定合适的刺激部位和参数，在硬膜外刺激运动功能区内研究了刺激的特性；(2)脊髓损伤模型大鼠的股外侧肌和腓肠肌内侧肌的硬膜外刺激运动功能区分别位于L1椎体外侧和L2椎体内侧，胫前肌和半腱肌的刺激响应只与其他肌肉同时出现，股外侧肌的刺激阈值电流高于腓肠肌内侧肌；(3)上述数据证实，此高密度柔性阵列能够识别出大鼠下肢肌肉的特定刺激位置，为不同脊髓损伤动物模型植入性刺激参数和位置的选择提供了参考。实验于2019-07-20获得中国东南大学动物研究委员会批准(批准号：20190720001)。
https://orcid.org/0000-0002-3777-2472 (Xiao-Ying Lü); https://orcid.org/0000-0002-9203-4683 (Zhi-Gong Wang)
有证据表明，脊髓损伤（SCI）后会出现胶质细胞的快速变化。实验拟观察脊髓损伤后24h内大鼠脑内星形胶质细胞和小胶质细胞的特异性标志物胶质纤维酸性蛋白（GFAP）和离子钙接头蛋白分子1（Iba1）的表达。实验中，雌性SD大鼠中的一半建立轻度脊髓挫伤模型，另一半接受假手术。术后24h收集大鼠的杏仁核、灰质周围、前额叶皮质、下丘脑、侧丘脑、海马（背侧和腹侧）。以实时定量聚合酶链反应（qPCR）和免疫印迹检测胶质纤维酸性蛋白和离子钙接头蛋白分子1的mRNA和蛋白水平。在脊髓损伤大鼠中，胶质纤维酸性蛋白mRNA和蛋白的表达在杏仁核和下丘脑中增加，而在丘脑和背侧海马中表达下降。离子钙接头蛋白分子1 mRNA和蛋白表达仅在背侧和腹侧海马中显著减少。这些结果表明，早在脊髓损伤后24h，大鼠脑区的胶质纤维酸性蛋白和离子钙接头蛋白分子1基因和蛋白水平就有特异性改变。
https://orcid.org/0000-0001-7037-759X (Alessandro Castorina)
锂同时与氧化应激和细胞焦亡存在一定联系，但其对脊髓损伤保护作用的机制仍有待研究。（1）实验发现给脊髓挫伤模型大鼠腹腔注射LiCl治疗后，脊髓的病理损伤有所减轻，肿瘤坏死因子α、白细胞介素6以及白细胞介素1β的表达被抑制，锂通过抑制脊髓损伤后的Caspase-1表达、氧化应激反应以及NLRP3炎症小体的激活，从而抑制了细胞焦亡和炎症反应。（2）通过锂干预氧糖剥夺PC12细胞模型研究锂的神经保护作用机制，发现锂可减轻该细胞模型中的炎症、氧化损伤以及细胞的焦亡和坏死，且上调Nrf2和HO-1的水平；而Nrf2抑制剂全反式维甲酸则可逆转锂的作用。（3）上述结果提示锂可通过Nrf2/HO-1通路发挥抗炎、抗氧化及抗焦亡作用，促进了脊髓损伤的恢复。实验于2018年10月23日经西安交通大学动物伦理委员会批准（批准号2018-2053）。
https://orcid.org/0000-0002-1873-7807 (Ying-Jie Zhao); https://orcid.org/0000-0002-0465-5376 (Xi-Jing He); https://orcid.org/0000-0003-4344-7905 (Fang Wang)
脊髓损伤后，由于大多数损伤脊髓还残存部分控制肢体运动的神经通路，因此如何通过残留的神经纤维重建神经环路对于运动功能的恢复至关重要。该课题组在以往研究中设计了一种新型的多靶点磁刺激方案，即运动皮质+神经根磁刺激，可使慢性不完全脊髓损伤患者运动功能得到明显改善。实验在T10脊髓钳夹伤大鼠模型建立后3 d，于L5椎体对应神经根给予3周的重复磁刺激方案(5 Hz，20串，25脉冲/串)。我们发现，该神经根磁刺激有助于促进脊髓损伤后的运动功能恢复，并可使损伤脊髓的神经传导功能增强。此外，该神经根磁刺激也促进了感觉运动皮质突触结构损伤的恢复。上述数据证实，神经根磁刺激是一种有效的、非侵入性的上行感觉传入的手段，可以提高脊髓损伤后残存脊髓通路的神经传导功能，并促进感觉运动皮质的突触重建，从而促进慢性脊髓损伤后运动功能的恢复。
https://orcid.org/0000-0002-8477-5377 (Dong-Sheng Xu)
既往有研究认为肠道菌群代谢物可能通过血脊髓屏障进入中枢神经系统引起神经炎症，参与脊髓损伤后继发性损伤的发生。为探索肠道菌群与代谢物之间的相关性，以及肠道菌群对脊髓损伤继发性损伤影响的可能机制,实验构建了T8-T10创伤性脊髓损伤小鼠模型，利用 16S rRNA 基因扩增子测序和代谢组学来揭示 SCI 模型粪便样本中肠道微生物群和代谢物的变化。结果发现，脊髓损伤后，肠道微生物群发生了严重的紊乱，包括志贺氏菌、拟杆菌属、利肯氏菌、葡萄球菌、粘螺旋菌等促炎细菌增多，而乳酸杆菌、异芽孢杆菌、萨特氏菌等抗炎细菌减少。同时小鼠损伤脊髓中有27种代谢物水平下调，320种上调。进一步结合通路富集分析发现,其中L-亮氨酸、L-蛋氨酸、L-苯丙氨酸、L-异亮氨酸和L-缬氨酸这5种差异表达的氨基酸在激活脊髓损伤后的氧化应激和炎症反应中起关键作用。最后相关性分析表明，肠道菌群的改变与脊髓中氨基酸变化存在显著的相关性。因此推测肠道菌群的紊乱可能通过积累激活氧化应激和炎症反应的部分代谢物参与继发性损伤；这为通过粪便细菌移植改善脊髓损伤继发性损伤提供了新的理论基础。
https://orcid.org/0000-0002-7592-9485 (Bin Ning); http://orcid.org/0000-0002-3091-399X (Jian-Hao Jiang)
目前虽然有大量研究涉及再生轴突在整个脊髓病变部位的解剖学特性，但对病变部位再生轴突与非病变部位轴突的生理学功能特性对比研究尚几乎未见。由此，实验建立了七鳃鳗脊髓损伤模型，比较脊髓损伤后再生轴突和未受损伤的轴突的生理学功能特性。结果发现，来自病变部位以下的侧柱网状脊髓轴突的突触输入在其振幅和活动依赖的可塑性方面与未受损伤的轴突相匹配。然而，尽管产生了相同的输出，但释放特性却不同。相反，病变部位以上的轴突建立的连接与未受损伤的脊髓中的连接不同，因为它们显示了从相同的初始兴奋性突触后电位振幅发展而来的促进作用，因此在功能上会更强。说明七鳃鳗脊髓损伤病变部位下方再生的突触显示了其释放特性的变化，这些变化对病变后运动功能的成功恢复非常重要。此外，病变部位以上的突触显示出的功能变化可能是对病变部位以下突触输入减少的一种补偿。
https://orcid.org/0000-0002-5345-348X (David Parker)
人脐带间充质干细胞（hUC-MSCs）由于其低免疫原性和相较于其他间充质干细胞来源更容易获得的优势，可作为治疗SCI的一个潜力候选干细胞；然而，由于人脐带间充质干细胞的治疗SCI的效果可能受许多因素，如细胞来源、植入时间、给药途径和相关有效细胞剂量的影响，目前还未形成针对hUC-MSCs 治疗SCI 的有效临床转化方案。作者既往的工作已经在大鼠模型中评估了4×106 hUC-MSCs/kg通过鞘内移植治疗亚急性SCI的安全性和疗效。为了寻找更准确的剂量范围用于临床转化，实验比较了3种剂量的hUC-MSCs，即低（0.25×106个细胞/kg）、中剂量（1×106个细胞/kg）和高剂量（4×106个细胞/kg）鞘内移植对亚急性SCI大鼠模型的干预效果。行为学、解剖病理学、磁共振-弥散张量成像（MRI-DTI）、生物素化葡聚糖胺（BDA）追踪、电生理学以及离子通道和神经递质受体的mRNA水平量化结果显示，中剂量hUC-MSCs与高剂量一样有效，且可部分恢复γ-氨基丁酸A型（GABAA）受体的表达，这也表明GABAA受体是治疗损伤脊髓休眠中转途径的可能候选靶点。总之，1×106个hUC-MSCs/kg是鞘内移植治疗亚急性SCI的优化剂量。
https://orcid.org/0000-0002-4182-6509 (Mang-Mang Li); https://orcid.org/0000-0003-0373-7393 (Li-Min Rong); https://orcid.org/0000-0003-1882-318X (Bin Liu)
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)
活性醛的药理清除可使脊髓损伤（SCI）后的运动和感觉功能得到改善。针对线粒体酶醛脱氢酶2（ALDH2）可减弱活性醛4-羟基-反式-2-壬烯醛（4-HNE）的活性，促进脊髓挫裂伤小鼠的功能恢复和减轻疼痛样行为设计实验方案。（1）脊髓损伤小鼠在伤后2h用醛脱氢酶2的选择性激活剂N-（1,3-苯并二恶唑-5-基甲基）-2,6-二氯苯甲酰胺（Alda-1）治疗，然后连续30d用Alda-1治疗，以抑制4-HNE活性；（2）通过小鼠后肢运动功能评分评估运动功能，并通过机械性异常性疼痛和热痛觉过敏评估疼痛样行为，以酶法测定醛脱氢酶2活性，通过蛋白质印迹分析和组织学/免疫组织化学测定4-HNE蛋白加合物和酶/蛋白表达水平；（3）脊髓损伤导致4-HNE长时间超负荷，且伴随醛脱氢酶2活性降低和功能恢复慢。Alda-1降低了脊髓损伤小鼠4-HNE负荷并增强了醛脱氢酶2的活性。同时，用Alda-1进行的治疗减轻了神经炎症、氧化应激和神经元丢失，并提高了5'-三磷酸腺苷水平，从而促进了运动和感觉功能的恢复；（4）结果说明，通过Alda-1干预脊髓损伤，可增强醛脱氢酶2活性，并抑制4-HNE活性，从而减轻神经炎症，改善脊髓挫裂伤小鼠的功能结局。
https://orcid.org/0000-0001-7945-3237 (Mushfiquddin Khan)
铁死亡可能参与加重脊髓损伤的进展，但具体作用未知。实验首先以改良Allen法构建了T10脊髓损伤大鼠模型，发现损伤后1，3，7d时分别有48，44和27种基因发生显著的差异表达。由于与假手术组及其他时间点相比，损伤后1d时，脊髓组织中铁死亡标志物长链脂酰辅酶 A 合成酶 4表达和氧化应激标志物丙二醛含量较高，且谷胱甘肽含量较低，同时综合生物信息学的结果，确定出脊髓损伤铁死亡的关键进展期为损伤后1d。基于蛋白互作网络分析得出损伤后1d时脊髓组织中10种枢纽基因为STAT3、JUN、TLR4、ATF3、HMOX1、MAPK1、MAPK9、PTGS2、VEGFA和RELA，然后应用实时聚合酶链反应验证得出STAT3、JUN、TLR4、ATF3、HMOX1、PTGS2和RELA 的mRNA表达水平上调，VEGFA、MAPK1和MAPK9的mRNA表达水平下调。随后基于DSigDB数据库筛选出10种潜在化合物可能作为靶向铁死亡进而修复脊髓损伤的潜在药物分子。最后实验还构建了包含66种长链非编码RNA、10种微小RNA和12种基因的有助于脊髓损伤进展的重要铁死亡相关mRNA-微小RNA-长链非编码RNA网络。这项研究结果有助于认识脊髓损伤中铁死亡的机制。
https://orcid.org/0000-0002-2226-1514 (Zhi-Jian Wei); https://orcid.org/0000-0001-9437-7674 (Shi-Qing Feng)
铁死亡是脊髓损伤的重要病理事件之一。有研究认为促红细胞生成素可改善脊髓损伤的恢复，然而铁死亡是否参与促红细胞生成素对脊髓损伤的神经保护作用尚有待研究。实验建立了改良的重物坠落法建立的脊髓损伤模型大鼠，在其腹腔注射1000和5000 IU/kg促红细胞生成素，每周1次，持续2周。（1）发现两种剂量的促红细胞生成素均能促进脊髓损伤大鼠后肢功能恢复，且高剂量的效果更好。高剂量组对损伤脊髓内铁超负荷的抑制效果强于低剂量组。将促红细胞生成素与铁死亡抑制剂Fer-1进行对比发现，对于脊髓损伤大鼠，促红细胞生成素抑制铁死亡相关蛋白表达以及恢复线粒体形态的效果与Fer-1接近，而且其作用可被铁死亡激活剂RSL3削弱。（2）体外实验结果表明，促红细胞生成素可抑制RSL3诱导的PC12细胞铁死亡，提高细胞中胱氨酸/谷氨酸反向转运体及谷胱甘肽过氧化物酶的表达，表明胱氨酸/谷氨酸反向转运体/谷胱甘肽过氧化物酶4通路参与介导了促红细胞生成素对脊髓损伤的神经保护作用。（3）该研究揭示了红细胞生成素潜在的抗铁死亡作用，为治疗脊髓损伤提供了一种潜在的治疗策略。
https://orcid.org/0000-0001-9295-3623 (Yu Kang);
https://orcid.org/0000-0003-3569-5861 (Rui Zhu);
https://orcid.org/0000-0003-4284-1193 (Shuang Li); https://orcid.org/0000-0002-0605-8129 (Kun-Peng Qin);
https://orcid.org/0000-0002-8756-3732 (Hao Tang);
https://orcid.org/0000-0002-1577-694X (Wen-Shan Shan); https://orcid.org/0000-0002-4862-5443 (Zong-Sheng Yin)
高位脊髓损伤可诱发永久性的神经运动和自主神经障碍，这些损伤通过调控交感神经系统影响中枢呼吸和心血管功能。为评估C2脊髓半切对大鼠伤时和伤后7d代表生命机能的不同参数（即呼吸功能、心血管和肾脏滤过参数）的影响，实验在大鼠伤后7d的安静呼吸过程中，用胸腔镜评估的通气参数没有受到影响，而通过超声波观察和膈肌肌电图确认了永久性横膈膜轻瘫。有趣的是，C2半切后平均动脉压立即降低，并在伤后7d完全恢复。伤后7d，肾脏滤过功能未受影响；然而，以左心室射血分数降低为特征的残余收缩功能持续存在。这些结果表明，在C2半切后，膈肌活动和收缩功能在伤后7d内受到影响，而呼吸和心血管系统显示出巨大的适应性，以维持通气参数和血压平衡，后者可能由最初受伤时幸免于难的剩余降交感神经输入维持。对高位脊髓损伤的生理病理进行更好的广泛描述可能有利于评估提高心肺功能恢复治疗方法的效果。
https://orcid.org/0000-0001-7013-1741 (Stéphane Vinit)
脊髓损伤后过度的炎症反应会诱导小胶质细胞的活化，进而导致长期的神经功能障碍。但是目前与小胶质细胞激活诱导的神经炎症相关机制仍不清楚。芦可替尼是一种JAK1/2选择性抑制剂，最近有研究认为其可抑制由SARS-CoV-2引起的肺部炎症风暴。然而其是否也在脊髓损伤后的炎症破坏中起作用尚未见报道。（1）实验首先以芦可替尼预先干预小胶质细胞24h，在以干扰素γ激活细胞6h。结果发现芦可替尼可有效抑制干扰素γ诱导的小胶质细胞中JAK和STAT的磷酸化，并减少促炎基因肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6和增殖基因Ki67的表达。（2）进一步体内实验中，对脊髓损伤小鼠模型连续3d灌胃芦可替尼进行治疗，可见芦可替尼可通过抑制干扰素γ/JAK/STAT通路激活抑制小胶质细胞增殖，且小胶质细胞会向心迁移到受伤病灶，并保持局限于胶质瘢痕中，使得轴突保留和脱髓鞘较少；同时也会减弱炎症因子肿瘤坏死因子α、白细胞介素1β和白细胞介素6的蛋白表达，并促进脊髓损伤小鼠模型的神经运动功能的恢复。表明芦可替尼通过抑制干扰素γ/JAK/STAT信号通路抑制神经炎症，从而降低脊髓损伤后继发性病变，而产生神经保护效果的。
https://orcid.org/0000-0001-5567-0536 (Xiao-Jian Cao); https://orcid.org/0000-0001-5677-9955 (Lei Yang)
斑马鱼是研究脊髓损伤后恢复机制的一种有效的脊椎动物模型。脊髓损伤后亚急性期是斑马鱼神经功能恢复的关键，它激活了组织桥接、轴突再生等功能。该实验发现，斑马鱼在脊髓损伤后亚急性期(2周)可以自发恢复44%的游泳运动能力，在此期间共鉴定出脊髓组织中的7 762个差异表达基因，其中2 950个表达上调，4 812个表达下调，这些差异表达基因的生物学过程主要集中在呼吸链、轴突再生和细胞成分形态发生等方面，主要参与代谢途径、细胞周期和基因调控途径的调控。随后实验验证了斑马鱼脊髓组织的2个差异表达基因--claps2基因表达上调和h1m基因表达下调的确切结果；在功能验证方面分析可见，脊髓损伤后上调的clasp2基因与微管结合蛋白功能类似，负责由微管调节的轴突延伸，而脊髓损伤后下调的h1m基因可能归因于脊髓损伤时其对内源性干细胞分化的调节。该研究为脊髓损伤修复提供了新的候选基因，clasp2和h1m基因是神经再生的潜在治疗干预靶点。
https://orcid.org/0000-0001-9437-7674 (Shiqing Feng); https://orcid.org/0000-0003-4904-7697 (Xue Yao)
由于脊髓通路中的沃勒变性、突触连接的变化及其他可改变大脑细胞结构的脊髓相关细胞反应，因而推测脊髓损伤后大脑弥散张量成像参数可能会发生变化，但弥散张量成像参数随时间的动态变化仍有待研究。实验对大动物比格犬建立的T10脊髓挫伤模型进行弥散张量成像观察，结果发现，在损伤后12周内，随着损伤后时间的延长，犬大脑脚、内囊后肢、中央前回及中央后回脑区的弥散张量成像参数出现了明显的改变，并以免疫组化染色检测这些部位中轴突标志物神经丝重链多肽、胶质细胞标志物胶质纤维酸性蛋白和神经元标志物NeuN阳性表达情况，其结果显示这些病理变化与弥散张量成像的变化的一致性。这一结果说明可以使用弥散张量成像观察脊髓损伤后出现的大脑结构的变化。
https://orcid.org/0000-0003-2663-5971 (Jian-Jun Li); https://orcid.org/0000-0002-4046-5510 (Da-Peng Li)
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)
精细运动依赖于脊髓感觉（上行）传导通路和起源于新皮质运动（下行）传导通路的完整性。然而，在感觉和运动通路之间的交流的生理过程，尤其是其参与脊髓损伤后自发恢复过程中调节精细运动的机制，仍然不明确。因此实验通过C5脊髓挫伤建立脊髓挫伤大鼠模型，并按挫伤至脊髓位移1.2mm或2.0mm分为轻度或重度脊髓挫伤。损伤后连续12周采集肱肌电生理数据，希望能够了解脊髓通路协调参与运动功能的机制。结果发现脊髓损伤后，大鼠的体感和运动诱发电位振幅减小，潜伏期增加，同时旷场测试、捋毛实验、直立测试以及Montoya楼梯实验结果明显改善。随损伤后时间的延长，轻度脊髓损伤大鼠体感和运动诱发电位振幅逐渐增加，同时潜伏期逐渐缩短，但重度脊髓损伤大鼠的体感和运动诱发电位振幅和潜伏期的恢复时间比轻度脊髓损伤大鼠要长，且运动功能的恢复比轻度脊髓损伤大鼠延迟。相关性分析结果显示，轻度损伤大鼠体感和运动诱发电位振幅和潜伏期与的粗大和精细运动功能有关；重度脊髓损伤大鼠只有体感诱发电位振幅与精细运动技能有关。提示体感和运动诱发电位可反映轻度脊髓挫伤后粗大和精细运动功能的变化，且体感诱发电位的变化还可反映重度脊髓挫伤后精细运动功能的变化。实验于2017-6-11经南方医科大学南方医院动物伦理委员会批准，批准号NFYY-2017- 67。
https://orcid.org/0000-0003-0305-5616 (Yong Hu);
https://orcid.org/0000-0002-0412-0515 (Qing-An Zhu)
https://orcid.org/0000-0002-8218-9243 (Alexander Younsi)
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)
脊髓回路的激活和重建是改善脊髓损伤运动功能的重要途径。为了探索皮质间歇性θ脉冲刺激联合精确神经根刺激治疗不同患者运动功能的改善情况，此次病例系列研究在2020年3-10月于上海养志医院招募了14例慢性脊髓损伤患者，接受连续4周，每周接受 5 次右侧皮质间歇性θ脉冲刺激联合两侧损伤区下游L3-4精确神经根刺激。结果显示，两侧静息态运动诱发电位振幅增加，且右侧中枢运动传导时间发生显著变化减少，同时患者下肢运动功能评分、Berg平衡量表评分、脊髓独立性评定量表Ⅲ评分和10m步行速度在治疗后发生明显改善。相关性分析结果显示，治疗后4周时患者右侧静息态运动诱发电位振幅与下肢运动功能评分存在正相关。因此提示皮质间歇性θ脉冲刺激联合精确神经根刺激有利于慢性脊髓损伤患者皮质脊髓束的神经传导和下肢运动功能的恢复。
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，病灶核心处可形成以纤维细胞和小胶质细胞介导的纤维化瘢痕，且由于星形胶质细胞的活化和增殖，在纤维化瘢痕周围可形成胶质 瘢痕。同时，损伤部位存在大量神经元缺失。调节胶质瘢痕的密度和补充损伤区域的运动神经元对于脊髓损伤修复至关重要。多嘧啶束结合蛋白是一种RNA结合蛋白，可在神经发生中起重要作用。此次实验首先在体外利用病毒搭载的短发夹RNA和反义寡核苷酸来敲低多嘧啶束结合蛋白的表达，成功地将小鼠脊髓反应性星形胶质细胞重编程为运动神经元样细胞。而后在压迫性脊髓损伤小鼠模型中，腺相关病毒短发夹RNA敲低多嘧啶束结合蛋白可增加损伤区域附近的运动神经元样细胞数量，还促进小鼠运动功能的恢复；而反义寡核苷酸敲低多嘧啶束结合蛋白的表达，不仅可以改善脊髓损伤小鼠的运动功能恢复，补充损伤区域周围的运动神经元样细胞，而且在不破坏其整体结构的情况下适度降低胶质瘢痕的密度。这一结果预示着多嘧啶束结合蛋白敲低可能是一种有前途的治疗脊髓损伤的策略。
https://orcid.org/0000-0003-3669-5687 (Gang Chen)
高频脊髓刺激被认为是治疗神经性疼痛的有效方法，但其具体镇痛机制尚有待研究。实验以脊神经结扎诱发成年大鼠神经性疼痛，2d后在脊髓背角行4h的高频脊髓刺激强度为自身运动阈值的50%，频率10,000 Hz，脉冲宽度0.024 ms。结果可见：（1）由于应用高频脊髓刺激，损伤大鼠的触觉异常性疼痛得到了明显缓解，且在刺激停止后效果仍能持续3h；（2）高频脊髓刺激恢复了溶酶体功能，并增加脊髓前角中LAMP2和matu-CTSD的表达，缓解自噬标志物LC3-II或P62表达的异常升高；（3）高频脊髓刺激恢复了脊髓背角浅层中与神经元共定位的LAMP2免疫反应性；（4）脊髓刺激前60min腹腔注射15 mg/kg氯喹，可逆转上述蛋白的表达，且可缩短高频脊髓刺激的镇痛时间；（5）实验结果提示高频脊髓刺激可通过恢复脊髓背角的溶酶体功能及自噬通量，实现了对神经性疼痛大鼠的长期镇痛作用。实验于2017年3月1日经中国医科大学动物伦理委员会批准（批准号2017PS196K）。
https://orcid.org/0000-0001-6392-5391 (Ping Zhao)
目前脊髓损伤实时反转录聚合酶链式反应研究中对于内参基因的选择，大多是基于文献或者实验者自身的经验。但是脊髓损伤后内参基因的真实表达情况究竟如何，尚缺乏系统性的研究。实验利用了脊髓半横断模型大鼠，分析了18S，Actb，Ankrd27，CypA，Gapdh，Hprt，Mrpl10，Pgk1，Rictor，Tbp，Ubc，Ubxn11和 Ywhaz 共13种内参基因表达的稳定性。结果发现：（1）Ankrd27、Ubc以及Tbp在大鼠脊髓损伤后表达较为稳定，而Actb则是表达最不稳定的内参基因。（2）进一步以Ankrd27、Ubc、Tbp以及Actb作为内参，探讨稳定性不同的内参基因对目的基因表达水平的影响，结果显示Ankrd27、Ubc与Tbp作内参，目的基因的表达水平与趋势基本一致，而采用Actb作内参则得出不同的检测结果。（3）作者认为，在脊髓损伤后的实时反转录聚合酶链式反应研究中，建议使用Ankrd27、Ubc与Tbp作内参。实验于2018年3月4日经江苏省实验动物伦理委员会批准（批准号20180304-008）。
https://orcid.org/0000-0001-5854-9352 (Ya-Xian Wang); https://orcid.org/0000-0002-9742-8139 (Wei Liu); https://orcid.org/0000-0002-6271-4346 (Qian-Qian Shan)
继发性脊髓损伤是一个由多个系统和细胞参与的复杂过程，探索伤后的分子和生物过程的改变对治疗的发展至关重要；然而，SCI病变周围的远端和近端差异表达基因的研究却较少见。在此，实验分析了损伤脊髓远端和近端差异表达基因（DEGs），以获得SCI后这两个区段的不同生物过程。发现脊髓损伤后近端和远端有11组差异基因，包括Col3a1， Col1a1，Dcn，Fn1，Lox，Postn，Tnc，Isl2，Isl1，Kcnk3 和 Nrg1。功能富集分析表明，在脊髓损伤后0.5 小时，近端首先发生免疫反应, 随后发生机械应激反应，血管发育和伤口愈合等生物过程。同时，在远端上调的差异表达基因中，涉及的生物过程包括钾离子的跨膜转运和脑发育。在第14天，细胞对TGFβ刺激的反应发生在近端，远端涉及神经元细胞命运决定。脊髓损伤后3天到14天，血管发育发生在近端，这说明血管发生首先在近端中出现。另外，与后期的近端相比，参与神经元命运和突触传递的基因在远端占更多的主导作用。然后选择这些生物学过程中的关键基因Col1a1， Col3a1，Dcn，Fn1，Kcnk3 和 Nrg1进行qRT-PCR和Fn1免疫荧光染色验证。结果揭示了在脊髓损伤后的近端和远端富集的不同的生物学事件，为SCI的病理学研究提供了新的治疗靶点和切入点。
脂质过氧化产生的醛，如丙烯醛在脊髓损伤（SCI）后继发性损伤致功能丧失中有关键作用。有证据表明，线粒体醛脱氢酶2（ALDH2）是一种关键的氧化还原酶和强大的内源性抗醛机制，对抵抗醛类物质介导 的神经元退化有重要作用。实验利用脊髓挫伤大鼠模型，验证了ALDH2激活剂Alda-1的清除醛类和神经保护作用。在脊髓损伤后2天的急性期，实验发现ALDH2的表达在脊髓损伤后明显降低，但在给予Alda-1的大鼠中却不是这样。实验还发现，给予脊髓损伤大鼠Alda-1干预后，脊髓中的丙烯醛水平明显降低，并减少了囊肿病变。此外，直至脊髓损伤后28天Alda-1干预也使脊髓挫伤大鼠运动功能明显改善，并减轻了脊髓损伤后的中枢性疼痛。最后发现ALDH2在体外保护PC12细胞免受丙烯醛暴露的影响方面发挥了关键作用。此项研究结果将为对抗脊髓损伤后继发性神经损害的抗醛策略的制定提供基础。
https://orcid.org/0000-0002-7297-9428 (Riyi Shi)
