脊髓損傷病人的運(yùn)動功能喪失,主要是由于腦至脊髓下行的神經(jīng)纖維束被切斷導(dǎo)致。成年哺乳動物的絕大多數(shù)中樞神經(jīng)纖維(軸突)損傷后不能再生,有兩方面抑制因素:一是神經(jīng)細(xì)胞缺乏內(nèi)在的再生能力,二是由于損傷區(qū)域瘢痕組織的形成。最近十多年的研究開發(fā)了多種靶向于神經(jīng)細(xì)胞內(nèi)因的干預(yù)手段,能夠促進(jìn)中樞神經(jīng)損傷后的軸突再生。然而損傷部位瘢痕組織的產(chǎn)生仍然是抑制再生的另一重要難題。
通過研究,李毅等發(fā)現(xiàn)新生小鼠脊髓損傷后的修復(fù)過程與成年小鼠不同:新生小鼠的脊髓修復(fù)不伴隨瘢痕形成,損傷區(qū)域也沒有持續(xù)的炎癥細(xì)胞聚集,從而促使大量神經(jīng)軸突穿過損傷區(qū)域;而成年小鼠的損傷區(qū)域則有大量炎癥細(xì)胞堆積、伴隨纖維化瘢痕形成以及極少量神經(jīng)軸突再生。小膠質(zhì)細(xì)胞是中樞神經(jīng)系統(tǒng)中長期存在的免疫細(xì)胞,具有清理受損細(xì)胞及保護(hù)神經(jīng)的功能。在新生小鼠中樞系統(tǒng)中特異性去除小膠質(zhì)細(xì)胞后,這種無瘢痕愈合將不會發(fā)生,軸突再生也不會發(fā)生。 單細(xì)胞轉(zhuǎn)錄組測序分析發(fā)現(xiàn)了位于新生小鼠(而非成年小鼠)脊髓損傷區(qū)域一類促進(jìn)修復(fù)的小膠質(zhì)細(xì)胞。這類細(xì)胞一方面通過暫時性的高表達(dá)細(xì)胞外基質(zhì)Fibronectin橋接兩個脊髓斷端,另一方面產(chǎn)生了許多促進(jìn)炎癥消退的分子(例如多種細(xì)胞內(nèi)外蛋白酶抑制因子)對脊髓損傷后的炎癥反應(yīng)起到抑制作用。在新生小鼠中,小膠質(zhì)細(xì)胞具有獨(dú)特的能力,可以在受傷后迅速消退炎癥,重建細(xì)胞穩(wěn)態(tài)。接下來,研究小組在一系列實(shí)驗(yàn)中,發(fā)現(xiàn)用蛋白酶抑制劑處理過的成年小膠質(zhì)細(xì)胞,并將其移植到成年小鼠的脊髓損傷區(qū)域,能夠顯著促進(jìn)脊髓修復(fù)和軸突再生。將新生小鼠的小膠質(zhì)細(xì)胞移植到成年小鼠,也發(fā)現(xiàn)了類似的結(jié)果。通過這些結(jié)果,研究組相信小膠質(zhì)細(xì)胞是這種無瘢痕傷口愈合的主要組織者。這項(xiàng)研究結(jié)果描述了新生小鼠脊髓損傷后如何完全修復(fù)的機(jī)制,并提出了促進(jìn)成年哺乳動物神經(jīng)系統(tǒng)無瘢痕愈合的新策略。該項(xiàng)研究成果近期發(fā)表于Nature雜志。李毅博士、賀雪蓮博士和Riki Kawaguchi博士是該論文的共同第一作者,哈佛大學(xué)何志剛教授是該論文的通訊作者。
李毅博士于2008年考入我院攻讀研究生,在韓俊海教授和謝維教授的聯(lián)合指導(dǎo)下開展了睡眠的調(diào)控機(jī)制研究。他于2013年在我校獲得博士學(xué)位及江蘇省優(yōu)秀博士論文獎,隨后于2014進(jìn)入哈佛大學(xué)何志剛研究組開展博士后研究工作。他以第一或共同第一作者在Nature、Cell、Current Biology、Journal of Neuroscience、EMBO J等國際知名學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表了多篇與脊髓損傷或睡眠相關(guān)的研究工作。