The Spine Journal: 中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院戎利民教授團(tuán)隊(duì)解析雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激治療脊髓損傷新機(jī)制
近日，中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院戎利民教授研究團(tuán)隊(duì)在北美脊柱學(xué)會(huì)（NASS）官方雜志The Spine Journal上發(fā)表了雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激治療脊髓損傷的新機(jī)制研究：“Double-target Magnetic Stimulation Attenuates Oligodendrocyte Apoptosis and Oxidative Stress Impairment after Spinal Cord Injury via GAP43”, 發(fā)現(xiàn)雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激能夠通過(guò)生長(zhǎng)相關(guān)蛋白43 (growth-associated protein 43, GAP43)抑制少突膠質(zhì)細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激損傷，從而促進(jìn)軸突再生和髓鞘化并最終改善脊髓損傷神經(jīng)功能的恢復(fù)。首次提出:雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激 (double-target magnetic stimulation, DTMS) 比單靶點(diǎn)磁刺激治療更加顯著促進(jìn)脊髓損傷大鼠神經(jīng)功能和組織結(jié)構(gòu)的恢復(fù)。單細(xì)胞RNA測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)少突膠質(zhì)細(xì)胞是雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激治療最為敏感的一群神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞，并發(fā)現(xiàn)了少突膠質(zhì)細(xì)胞GAP43具有抵抗細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激損傷的新功能。這一發(fā)現(xiàn)從神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞的角度解析了雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激改善脊髓損傷的神經(jīng)功能障礙的新機(jī)制，同時(shí)為臨床脊髓損傷患者磁刺激療法提供了新的理論依據(jù)。
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中山三院骨科學(xué)科帶頭人戎利民教授為通訊作者，中山三院脊柱外科黃牡丹博士研究生為論文第一作者，中山三院脊柱外科的博士后狄嘉偉、何磊副主任醫(yī)師為共同第一作者。?
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研究團(tuán)隊(duì)首先比較重復(fù)經(jīng)顱磁刺激、重復(fù)經(jīng)脊髓磁刺激以及雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激這三種治療方案對(duì)脊髓損傷大鼠神經(jīng)功能和組織結(jié)構(gòu)的作用，通過(guò)一系列行為學(xué)評(píng)分、電生理檢測(cè)以及組織學(xué)染色實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激比單靶點(diǎn)磁刺激治療更加明顯改善脊髓損傷大鼠神經(jīng)功能和組織結(jié)構(gòu)的恢復(fù) (圖1)。
圖1 雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激顯著改善脊髓損傷大鼠神經(jīng)功能和結(jié)構(gòu)的恢復(fù)
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進(jìn)一步通過(guò)單細(xì)胞RNA測(cè)序分析發(fā)現(xiàn)少突膠質(zhì)細(xì)胞是受雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激調(diào)控最為顯著的神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞。體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)均證明磁刺激可以明顯減緩脊髓損傷所致的少突膠質(zhì)細(xì)胞的丟失，從而減輕脊髓損傷大鼠脫髓鞘的嚴(yán)重程度 (圖2)。
圖2 雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激減輕脊髓損傷大鼠少突膠質(zhì)細(xì)胞丟失
進(jìn)一步深入探索雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞存活的具體機(jī)制，一方面，體內(nèi)體外實(shí)驗(yàn)均發(fā)現(xiàn)雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激通過(guò)GAP43減輕少突膠質(zhì)細(xì)胞的凋亡和氧化應(yīng)激損傷。另一方面，發(fā)現(xiàn)雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激能夠促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞的成熟分化，增強(qiáng)少突膠質(zhì)細(xì)胞形成髓鞘膜的能力 (圖3)。
圖3 磁刺激通過(guò)GAP43抑制少突膠質(zhì)細(xì)胞凋亡和氧化應(yīng)激損傷，促進(jìn)少突膠質(zhì)細(xì)胞成熟分化
最后，為了進(jìn)一步明確少突膠質(zhì)細(xì)胞GAP43在雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激神經(jīng)保護(hù)作用中扮演的關(guān)鍵角色，使用攜帶siGap43的腺病毒，在進(jìn)行雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激治療前抑制大鼠少突膠質(zhì)細(xì)胞GAP43表達(dá)。發(fā)現(xiàn)少突膠質(zhì)細(xì)胞中GAP43的下調(diào)消除了雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激對(duì)脊髓損傷大鼠的神經(jīng)功能、軸突再生及髓鞘化的改善作用 (圖4)。
圖4 少突膠質(zhì)細(xì)胞GAP43在雙靶神經(jīng)環(huán)路磁刺激發(fā)揮的神經(jīng)功能保護(hù)和軸突髓鞘再生中起關(guān)鍵作用
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該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（U22A20297）以及廣州市重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃（202206060003）等項(xiàng)目的資助。
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原文鏈接：https://www.thespinejournalonline.com/article/S1529-9430(24)01227-0/fulltext
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?戎利民教授簡(jiǎn)介
醫(yī)學(xué)博士，二級(jí)教授、一級(jí)主任醫(yī)師、博士生導(dǎo)師
中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院院長(zhǎng)、骨科學(xué)科帶頭人
國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目首席科學(xué)家
國(guó)家臨床重點(diǎn)?？茖W(xué)科帶頭人
享受國(guó)務(wù)院特殊津貼專家
首批廣東省醫(yī)學(xué)領(lǐng)軍人才
首屆“廣州名醫(yī)”
國(guó)家神經(jīng)疾病區(qū)域中心建設(shè)單位主任
國(guó)家藥監(jiān)局細(xì)胞類產(chǎn)品質(zhì)量研究與評(píng)價(jià)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任
中國(guó)骨科住院醫(yī)師規(guī)范化培訓(xùn)示范基地主任
廣東省微創(chuàng)脊柱外科工程技術(shù)研究中心主任
廣東省微創(chuàng)脊柱外科質(zhì)量控制中心主任
廣東省干（體）細(xì)胞臨床研究質(zhì)量控制中心主任
廣州市腦神經(jīng)重大疾病與創(chuàng)新技術(shù)轉(zhuǎn)化重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任
國(guó)際脊柱內(nèi)鏡外科學(xué)會(huì)（ISESS）執(zhí)行委員
中華醫(yī)學(xué)會(huì)骨科學(xué)分會(huì)委員
中國(guó)醫(yī)師協(xié)會(huì)骨科醫(yī)師分會(huì)脊柱微創(chuàng)學(xué)組組長(zhǎng)
中國(guó)康復(fù)醫(yī)學(xué)會(huì)脊柱專業(yè)委員會(huì)副主任委員
中國(guó)醫(yī)促會(huì)骨科分會(huì)副主任委員、脊柱內(nèi)鏡專業(yè)委員會(huì)主任委員
廣東省醫(yī)學(xué)會(huì)骨科學(xué)學(xué)分會(huì)主任委員
廣東省醫(yī)師協(xié)會(huì)骨科醫(yī)師分會(huì)主任委員
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中山三院脊柱外科是國(guó)家臨床重點(diǎn)?？?、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目首席單位、廣東省微創(chuàng)脊柱外科工程技術(shù)研究中心，廣東省微創(chuàng)脊柱外科質(zhì)量控制中心，在學(xué)科帶頭人戎利民教授的帶領(lǐng)下，團(tuán)隊(duì)長(zhǎng)期致力于脊柱脊髓損傷修復(fù)的基礎(chǔ)與臨床轉(zhuǎn)化研究。主持國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)，國(guó)家自然科學(xué)基金24項(xiàng)（其中聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)、重大研究計(jì)劃培育項(xiàng)目1項(xiàng)、博士研究生項(xiàng)目2項(xiàng)），廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)，廣州市重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng)、廣州市健康醫(yī)療協(xié)同創(chuàng)新重大專項(xiàng)1項(xiàng)等。牽頭開展干細(xì)胞、腦控外骨骼機(jī)器人治療脊髓損傷的臨床研究，同時(shí)對(duì)脊髓損傷涉及的炎癥、瘢痕等病理生理變化進(jìn)行深入探索，在Lancet Neurology、Science Advances、Cell Reports、Neurology、BMC Medicine、Advanced Science、Redox Biology、Bioactive Materials、Spine、Spine J等權(quán)威雜志發(fā)表相關(guān)論文100余篇，為探尋脊髓損傷治療的新靶點(diǎn)和新策略提供理論依據(jù)。牽頭/參與團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)2項(xiàng)，授權(quán)國(guó)家發(fā)明專利及實(shí)用新型專利20余項(xiàng)。以第一完成單位獲廣東省科技進(jìn)步一等獎(jiǎng)、華夏醫(yī)學(xué)科技二等獎(jiǎng)、中華醫(yī)學(xué)科技三等獎(jiǎng)、廣東省第二屆優(yōu)秀醫(yī)藥成果、中山大學(xué)最高學(xué)術(shù)獎(jiǎng)-芙蘭獎(jiǎng)等。提出利用生物學(xué)（干細(xì)胞、外泌體、生物材料）和工程學(xué)（腦控外骨骼機(jī)器人）的方法治療脊髓損傷的“雙腿走”策略，努力為推進(jìn)健康中國(guó)建設(shè)、造福廣大脊髓損傷患者、譜寫中國(guó)“腦計(jì)劃”事業(yè)發(fā)展新篇章做出更多貢獻(xiàn)。
