下胸椎脊髓再生突起投射到行走執行中心的全脊髓可視化。圖片來源：EPFL / .Neurorestore

當小鼠和人類的脊髓部分受損時，最初的癱瘓會隨之出現廣泛的、自發性的運動功能恢復。然而，脊髓完全損傷後，脊髓的這種自然修復就不會發生，也無法恢復。嚴重損傷後的有效恢復需要促進神經纖維再生的策略，但這些策略成功恢復運動功能的必要條件仍然難以捉摸。這項研究的資深作者馬克-安德森（Mark Anderson）說：”五年前，我們證明了神經纖維可以在解剖學上完整的脊髓損傷中再生。但我們也意​​識到，這還不足以恢復運動功能，因為新纖維未能連接到病變另一側的正確位置。”安德森是.NeuroRestore公司中樞神經系統再生部主任，也是Wyss生物和神經工程中心的科學家。下胸椎脊髓再生投射到行走執行中心的全脊髓可視化。圖片來源：EPFL / .Neurorestore科學家們與加州大學洛杉磯分校（UCLA）和哈佛大學醫學院的同行合作，利用日內瓦EPFL校園生物技術設施的先進設備進行了深入分析，並確定了哪種類型的神經元參與了部分脊髓損傷後的脊髓自然修復。該研究的第一作者喬丹-斯奎爾（Jordan Squair）說：”我們利用單細胞核RNA測序法進行的觀察不僅揭示了必須再生的特定軸突，而且還揭示了這些軸突必須與它們的天然目標重新連結才能恢復運動功能。」研究小組的研究成果發表在2023年9月22日出版的《科學》（Science）雜誌上。他們的發現為設計多管齊下的基因療法提供了基礎。科學家們激活了小鼠體內已確定神經元的生長程序，使其神經纖維再生；上調特定蛋白質，支持神經元穿過病變核心生長；並施用引導分子，將再生神經纖維吸引到損傷下方的天然靶點。”Squair說：”當我們設計一種治療策略，複製部分損傷後自發性發生的脊髓修復機制時，我們受到了大自然的啟發。下胸椎脊髓再生突起投射到行走執行中心的全脊髓可視化。圖片來源：EPFL / .Neurorestore解剖學上脊髓完全損傷的小鼠恢復了行走能力，表現出的步態與部分損傷後恢復自然行走的小鼠的步態相似。這項觀察結果揭示了再生療法成功恢復神經創傷後運動功能的一個未知條件。這項研究的資深作者、.NeuroRestore 公司的負責人Grégoire Courtine 和Jocelyne Bloch 說：”我們希望我們的基因療法能與我們其他涉及脊髓電刺激的程序協同發揮作用。我們認為，治療脊髓損傷的完整解決方案需要兩種方法–基因療法和脊髓刺激，前者用於重新生長相關神經纖維，後者用於最大限度地提高這些纖維和損傷部位脊髓產生運動的能力。”雖然在這種基因療法應用於人體之前還必須克服許多障礙，但科學家已經邁出了第一步，正在開發必要的技術，以便在未來幾年實現這一創舉。