脊髓損傷後運動神經環路重建的細胞分子機制研究

《脊髓損傷後運動神經環路重建的細胞分子機制研究》是依託蘇州大學，由劉耀波擔任項目負責人的重點項目。

基本介紹

• 中文名：脊髓損傷後運動神經環路重建的細胞分子機制研究
• 項目類別：重點項目
• 項目負責人：劉耀波
• 依託單位：蘇州大學

項目摘要

脊髓是重要的中樞神經組成部分。脊髓中重要的下行神經通路：皮質脊髓束(CST)、5-羥色胺能的縫核脊髓束(sRST)、紅核脊髓束(RuST)軸突從腦區投射到脊髓特定區域後，進入脊髓灰質，直接或間接控制脊髓運動神經元，與外周運動神經一起構成脊髓運動神經環路(SMC)，是機體運動功能的基本結構單位。脊髓損傷(SCI)後,下行神經通路損害導致脊髓運動神經環路結構破壞和肢體運動功能喪失，引發癱瘓，是脊髓損傷後最難以治癒的病症之一。對於脊髓損傷的治療，早期的研究多集中在單一神經損傷後的再生機制。而重建運動神經環路是恢復運動功能、治癒脊髓損傷所致癱瘓的根本途徑。因此我們擬在已有的工作基礎上，研究脊髓運動神經環路發育中重要的分子信號和功能細胞，在損傷後重建過程中所具有的作用和機制。嘗試通過多種分子細胞調控手段建立脊髓運動環路損傷後重建的動物模型。為脊髓損傷後運動功能的恢復提供新的分子細胞治療線索。

結題摘要

脊髓損傷後，損傷平面以下運動感覺功能喪失導致截癱，是全世界所面臨的醫學難題。本項目擬揭示脊髓損傷後影響運動神經環路重建的細胞分子機制，嘗試通過多種分子細胞干預手段的結合來重建具有完整形態和生理功能的脊髓運動神經環路、並恢復脊髓運動功能，從而為脊髓損傷這一重大疾病的治療提供重要線索和創新性思路。項目研究工作發現：脊髓損傷後，NB-3信號通路被誘導啟動，膠質瘢痕形成細胞和神經軸突上的NB-3同源性結合，通過神經元中CHL1和PTP sigma抑制下游mTOR通路活性，介導損傷神經軸突與膠質瘢痕對話。阻斷NB-3信號通路，可以促進脊髓中控制運動功能的多條下行神經通路（皮質脊髓束和5-羥色胺能的縫核脊髓束）神經軸突的再生、環路重建和運動功能的恢復；構建了幹細胞來源的Olig2PC-Astros/NPC-Astros新型星形膠質細胞，其移植後對損傷脊髓具有多種修復作用，同時解析了其移植後對脊髓修復的相關蛋白質組學機制；發現Ryk通過調控Wnt-PCP信號通路控制皮質脊髓束神經軸突在脊髓中定向生長的分子信號機制，以及Wnt-PCP信號通路和Shh-Ptch1-Smo信號通路聯合作用控制5-羥色胺能的縫核脊髓束神經軸突在脊髓中定向生長的分子信號機制；建立了脊髓損傷後神經環路重建的神經調控技術(精確光遺傳學調控技術和閉環電刺激系統)。上述研究結果為今後進一步開展脊髓損傷治療的轉化醫學研究打下了堅實的基礎。