美國(guó)西北大學(xué)科學(xué)家開發(fā)出迄今最先進(jìn)的人類脊髓損傷類器官模型，能精準(zhǔn)模擬脊髓損傷的關(guān)鍵病理特征，并為測(cè)試新型再生療法提供了高效平臺(tái)。該研究首次利用實(shí)驗(yàn)室培養(yǎng)的人類脊髓類器官(即由干細(xì)胞衍生的微型器官結(jié)構(gòu))模擬了不同類型脊髓損傷，并驗(yàn)證了具有潛力的新型“跳動(dòng)分子”治療策略。相關(guān)成果發(fā)表于新一期《自然·生物醫(yī)學(xué)工程》。

　　該類器官模型能夠重現(xiàn)損傷后的典型變化，包括細(xì)胞死亡、炎癥反應(yīng)以及膠質(zhì)瘢痕形成。膠質(zhì)瘢痕是由密集疤痕組織構(gòu)成的物理化學(xué)屏障，長(zhǎng)期以來被認(rèn)為是阻礙神經(jīng)再生的主要障礙。

　　團(tuán)隊(duì)重點(diǎn)測(cè)試了一種被稱為“跳動(dòng)分子”的新型療法。該療法在早前動(dòng)物實(shí)驗(yàn)中已顯示出能促進(jìn)組織修復(fù)并逆轉(zhuǎn)癱瘓的效果。在本次類器官實(shí)驗(yàn)中，受損組織在治療后表現(xiàn)出顯著的神經(jīng)元軸突生長(zhǎng)，同時(shí)膠質(zhì)瘢痕樣組織也明顯減少。這些結(jié)果進(jìn)一步支持該療法具有轉(zhuǎn)化為臨床應(yīng)用的潛力，其已獲得美國(guó)食品藥品監(jiān)督管理局的認(rèn)證，有望為脊髓損傷患者提供新的治療選擇。

　　該脊髓類器官直徑可達(dá)數(shù)毫米，具備較高的成熟度和復(fù)雜性，包含神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞以及首次被引入的中樞神經(jīng)系統(tǒng)免疫細(xì)胞。這使得模型能更真實(shí)地模擬損傷過程中的炎癥反應(yīng)。團(tuán)隊(duì)通過物理切割模擬撕裂傷，并通過壓縮模擬挫傷，兩種方式均誘發(fā)了與真實(shí)損傷相符的病理變化。

　　“跳動(dòng)分子”療法屬于超分子治療肽平臺(tái)的一部分，其作用機(jī)制是基于分子動(dòng)態(tài)運(yùn)動(dòng)以增強(qiáng)與細(xì)胞受體的相互作用。注射后，該材料可自組裝成納米纖維網(wǎng)絡(luò)，模擬脊髓細(xì)胞外基質(zhì)結(jié)構(gòu)。在損傷類器官中，該療法不僅能減輕炎癥、減少膠質(zhì)瘢痕，還能促進(jìn)神經(jīng)元有序延伸與生長(zhǎng)，這對(duì)于重建因損傷而中斷的神經(jīng)連接至關(guān)重要。

　　分子運(yùn)動(dòng)能力是該療法生效的關(guān)鍵因素。在對(duì)照實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)動(dòng)性較弱的分子未能引發(fā)類似的再生效果。這一發(fā)現(xiàn)為理解該療法作用機(jī)制提供了重要依據(jù)。

　　【總編輯圈點(diǎn)】

　　這是脊髓損傷研究從動(dòng)物模型向精準(zhǔn)人類病理模擬的關(guān)鍵跨越。該類器官平臺(tái)不僅大幅降低了新藥篩選成本，更通過整合免疫細(xì)胞與多細(xì)胞結(jié)構(gòu)，為破解再生屏障提供了一個(gè)“活體解剖鏡”。更重要的是，“跳動(dòng)分子”療法在類器官中得到了驗(yàn)證，這為設(shè)計(jì)下一代智能生物材料樹立了新目標(biāo)。未來，該平臺(tái)與患者干細(xì)胞結(jié)合后，更可能推動(dòng)個(gè)性化脊髓修復(fù)方案的臨床落地，真正重繪神經(jīng)再生藥物的研發(fā)圖景。

（責(zé)任編輯：華康）