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近日，首都医科大学和北京航空航天大学双聘教授李晓光及其研究团队首次证明了“应用生物活性材料激活内源性干细胞修复脊髓损伤”，并采用全基因组表达谱分析方法阐明了机理，破解了截瘫这一世界性难题，相关成果在线发表在《美国科学院院刊》上。
研究人员介绍，脊髓不能再生的主要原因是成年中枢神经损伤局部的微环境不利于神经再生，这是近百年来医学界普遍的认识。但近年的研究发现，成年中枢神经系统存在处于休眠状态的神经干细胞，仍然保留有潜在的再生能力。因此只要通过操作改变损伤局部的微环境就可以促进脊髓损伤后的再生。
研究人员利用生物材料激活成年动物内源性神经干细胞，诱导其分化成功能性的神经元并与宿主脊髓建立了功能性神经环路，最终导致截瘫功能的恢复，避免了伦理纠纷、免疫排斥并降低了发生肿瘤的风险，成为修复组织器官的理想办法。
目前，李晓光研究团队研制的“脊髓重建管”已经通过了中国食品药品检定研究院的检测，各项指标符合国际标准，并具备开展临床试验研究的基础条件。
10月12日，我校李晓光团队与北京航空航天大学、美国加州大学等单位合作，在国际著名期刊《美国科学院院刊》（PNAS）在线发表了两篇论文，在动物实验上首次证明了“应用生物活性材料激活内源性干细胞修复脊髓损伤”，采用全基因组表达谱分析方法阐明了机理，为截瘫这一世界性难题提供了科学依据。三位国外同行（其中包括2013年诺贝尔生理或医学奖得主、斯坦福大学教授SüDHOF Thomas C.）于10月14日在《Science China》发表了一篇述评，对这项研究进行了高度评价，Springer网站同时进行了转载。
该成果的创新性在于，利用生物材料激活成年动物内源性神经干细胞，诱导其分化成功能性的神经元并与宿主脊髓建立功能性神经环路，最终实现截瘫功能恢复。这不仅避免了伦理纠纷、免疫排斥，而且降低了发生肿瘤的风险，将是修复组织器官最理想的办法。
脊髓损伤修复和功能重建，是尚未解决的世界级重大医学难题，关系到众多截瘫患者和肢残患者的救治和康复。如果脊髓损伤修复和功能重建，能够全部或部分在我国首先取得研究进展，特别是在临床治疗方面取得突破，众多脊髓截瘫患者就有可能重新站起来。此外，支持脊髓损伤修复的生物材料及其技术，可以催生生物医药领域新的支柱产业，同时将对康复医学产业和高新医用生物材料产业形成强大的辐射和带动作用。
李晓光研究团队研制的“脊髓重建管”已通过中国食品药品检定研究院的检测，各项指标均符合ISO10993的国际标准，并已具备开展临床试验研究的基础条件。然而，脊髓损伤的治疗与功能重建是一个系统工程，涉及诊断、治疗、康复训练和功能评价等多方面内容。目前，该团队正在解决临床试验前有关问题，力争尽快开展临床试验研究。
来自北京航空航天大学、首都师范大学、上海交通大学等机构的研究人员展开合作，在脊髓损伤再生研究中取得突破性的成果。两篇研究论文同期发表在10月12日的《美国国家科学院院刊》（PNAS）杂志上。
任职于北京航空航天大学及首都师范大学的李晓光（Xiaoguang Li）研究员，同济大学医学院和加州大学洛杉矶分校的孙毅（Yi E. Sun）教授，以及李晓光课题组的杨朝阳（Zhaoyang Yang）博士是这篇论文的共同通讯作者。
Transcriptome analyses reveal molecular mechanisms underlying functional recovery after spinal cord injury.October 12, 2015, doi: 10.1073/pnas.1510176112 PNAS October 12, 2015
由于恶劣的中枢神经系统(CNS)损伤环境以及CNS神经元较弱的内在再生能力， CNS中的轴突再生极具挑战性，因此脊髓损伤(SCI)被认为无法治愈。
在这篇文章中研究人员发现，载有神经营养因子-3(NT3)的壳聚糖可提供良好的环境，促进大鼠神经生长、新神经发生及完全切断的脊髓恢复功能。为了了解其分子机制，研究人员在脊髓损伤后90天时间内对损伤位点的脊髓段，以及损伤吻侧和尾侧区域进行了一系列全面的转录组分析。利用加权基因共表达网络分析(Weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)，他们确立了在脊髓损伤后不同时间响应各种病理事件的基因模块/程序。客观测量基因模块表达还揭示出新神经发生和血管发生增加，炎症反应减少是NT3-chitosan影响再生的关键。 NT3-chitosan elicits robust endogenous neurogenesis to enable functional recovery after spinal cord injury.October 12, 2015, doi: 10.1073/pnas.1510194112 PNAS October 12, 2015
成年哺乳动物中枢神经系统中的神经干细胞(NSCs)通过适当激活、分化和成熟，建立起新神经网络，整合到受损神经回路中修复功能，是神经再生的关键。然而，中枢神经系统损伤微环境往往是抑制及炎症性的，限制了活化的神经干细胞分化为神经元，形成新神经回路的能力。
在这篇文章中，研究人员报告称当将偶联NT3的壳聚糖材料插入到完全切断和切除的大鼠胸部脊髓5-mm缺口中时，可引起受损脊髓中內源NSCs有力地活化。通过缓慢释放NT3，这一生物材料吸引NSCs迁移到了损伤区域，分化为神经元，形成了功能性神经网络，其与切断的上行和下行轴突相互连接，导致了感觉与运动行为恢复。
这项研究提出了，促进内源性神经发生是脊髓损伤一种新治疗策略。
