加州大学旧金山分校的科学家在理解脊髓损伤后疤痕组织形成机制方面取得了突破。他们的研究于9月18日发表在《自然》杂志上,揭示了脑脊液(CSF)接触神经元在控制保护性疤痕平衡方面发挥的先前未知的作用。

新发现或有助于微调脊髓损伤疤痕

脊髓损伤可能造成毁灭性后果,通常会导致永久性神经损伤、感觉丧失或瘫痪。虽然最初的疤痕形成有助于保护和稳定受伤部位,但过多的疤痕会阻碍神经再生并妨碍康复。

疤痕组织是把双刃剑

脊髓损伤后,附近的细胞会迅速在受损区域周围形成保护性疤痕组织。这种即时反应对于稳定脊髓损伤至关重要。然而,随着时间的推移,过多的疤痕会阻碍神经再生,导致永久性损伤。

目前脊髓损伤的治疗主要集中在通过手术或支架稳定脊柱、用药物控制疼痛和肿胀以及物理治疗。然而,这些方法并没有直接解决疤痕形成的复杂生物学问题。

揭示脑脊液接触神经元的作用

加州大学旧金山分校的研究团队由2021年诺贝尔生理学或医学奖得主DavidJulius博士领导,他们的研究重点是一组不太了解的神经元,即脑脊液(CSF)接触神经元。这些细胞排列在脊髓的中央通道中,并延伸到脊髓液中。

研究人员使用一种新方法标记、分离和分析这些神经元,发现它们表达一种对人体自然产生的κ-阿片类药物敏感的受体。进一步的研究表明,脊髓损伤后κ-阿片类药物信号会减弱,从而引发附近细胞转化为疤痕组织。

“通过阐明脊髓瘢痕背后的基本信号生物学,这些发现提高了未来能够通过药理学方式微调瘢痕程度的可能性,”该研究的资深作者、加州大学旧金山分校生理学教授兼系主任大卫·朱利叶斯(DavidJulius)说。

平衡法:调节疤痕形成

研究小组对小鼠的实验产生了有趣的结果。当他们给受伤的小鼠注射额外的κ-阿片类药物时,疤痕形成减少了。然而,疤痕的减少是有代价的:脊髓损伤更严重,小鼠的运动协调恢复更差。

这些发现凸显了愈合过程中所需的微妙平衡。正如论文第一作者、加州大学旧金山分校生理学助理教授WendyYue博士所解释的那样:“κ-阿片类药物可能为我们提供了一种方法,在脊髓损伤后,通过药理学调节产生足够疤痕组织和过度疤痕之间的微妙平衡。”

启示与未来方向

这一发现为脊髓损伤的靶向治疗开辟了新的可能性。与羟考酮和氢可酮等商用阿片类药物不同,κ-阿片类药物通常不会上瘾,因此长期使用可能更安全。

然而,在该研究转化为临床应用之前,仍有几个问题需要回答:

为什么脊髓损伤后κ-阿片类药物水平会下降?

为了支持最佳愈合,疤痕的理想程度是多少?

如何安全有效地为脊髓损伤患者施用κ-阿片类药物?

需要进一步的临床前研究来解决这些问题并为潜在的人体试验铺平道路。

基础科学研究的价值

这项研究强调了基础科学探究的重要性。正如Julius所说:“我们并不是在寻找控制脊髓愈合的方法。这项研究源于对这种神秘细胞类型的疑问,然后发现了一种既具有生物学意义又可能最终具有治疗潜力的机制。”

通过对不太理解的细胞机制进行好奇心驱动的研究,科学家可以发现对人类健康和医学具有深远影响的意外见解。