透過在脊髓損傷後將攜帶設計細胞因子hyper-interleukin-6的cDNA的腺相關病毒單側應用於感覺運動皮層來實現癱瘓的小鼠能夠再次行走。這種治療導致設計細胞因子的跨神經元傳遞到皮質下運動中心的神經元,皮質和5-羥色胺能神經元的軸突再生穿過病變部位,以及後肢的功能恢復。脊髓損傷導致運動和感覺功能的永久性和衰弱性損傷,其嚴重程度可能有很大的不同。在最嚴重的損傷模型中,如完全橫斷或擠壓,損傷部位從吻側到尾側的所有連線都被切斷,導致完全失去自主控制。這些傷害型別代表了最壞的情況。如果沒有備用軸突提供的後備力量及其突觸可塑性,單靠康復治療是無法恢復控制的。缺乏功能性再生的部分原因是中樞神經系統中切斷的軸突普遍缺乏解剖學上的再生。通常可以分為兩種方法:啟用細胞固有的再生程式或處理中樞神經系統生長抑制環境的治療策略。對人類及其最受歡迎的實驗替代物小鼠特別感興趣的脊髓束是皮質脊髓束。這個神經束負責促進人類骨骼肌的自主精細運動控制。因此,它的病變嚴重限制了患者自願使用四肢和主動與環境互動的能力。儘管它的重要性,受傷的皮質脊髓束一直高度抵制幾乎所有刺激其再生的嘗試。
來自德國波鴻魯爾大學的Dietmar Fischer團隊認為,至於判斷hyper-interleukin-6在包括人類在內的大型動物中的治療潛力,瞭解橋接突觸的位置將是高度相關的。在小鼠中,長達7mm的再生5HT+軸突在胸部擠壓後達到腰椎增大。然而,同樣的病變部位在人類的腰椎腫大距離上百毫米處。目前尚不清楚在7 mm以上的功能連線在哪裡形成,如果它們朝向較長的末端,hyper-interleukin-6介導的再生是否能克服人類的等效距離。如果關鍵突觸在與本體脊髓間神經穿過病變部位後不久就形成,那麼在豬和狗等較大的動物中檢測hyper-interleukin-6是必要的。目前尚不清楚重新神經支配腰段中央模式發生器是否能對人類的運動提供足夠的控制,主要是因為沒有不可辯駁的直接證據證明人類存在這種脊髓內中央模式發生器。這主要是由於缺乏實驗可能性來研究人體內分離的脊髓模式發生器。在人類皮質hyper-interleukin-6治療後形成的任何新的運動連線,在與康復訓練結合時都可以有效地整合,從而提供切實的生活質量改善。在慢性脊髓損傷模型中,hyper-interleukin-6治療在損傷後數週內是否也能誘導功能再生,尚待觀察。如果是這樣,並且在短距離後也會形成關鍵突觸,那麼其應用於脊髓損傷的治療有可能成為現實。
文章在《中國神經再生研究(英文版)》雜誌2022年 2 月 2 期發表。
文章來源:Terheyden-Keighley D, Leibinger M, Fischer D (2022) Transneuronal delivery of designer cytokines: perspectives for spinal cord injury. Neural Regen Res 17(2):338-340.