脊髓受傷的那一刻，往往意味著(zhù)身體開(kāi)始退化，很可能造成肢體和身軀肌肉無(wú)力、感覺(jué)喪失、運動(dòng)失去控制甚至癱瘓。由于交通事故、跌傷或暴力等種種原因，全世界每年有25萬(wàn)~50萬(wàn)人脊髓受損。
近期，美國密西根大學(xué)的生物工程學(xué)家利用一種納米粒子，來(lái)幫助避免脊髓損傷導致的癱瘓。動(dòng)物實(shí)驗表明，在小鼠受傷后注射這種納米粒子，可以有效促進(jìn)脊髓神經(jīng)再生，幫助恢復運動(dòng)能力。這項研究成果發(fā)表于《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）。
這種納米粒子之所以能發(fā)揮作用，是因為它們可以有效地“攔截”免疫細胞。免疫細胞不是幫助修復傷口的嗎？通常來(lái)說(shuō)是這樣。被激活的免疫細胞聚集在傷口周?chē)?，積極地清除死去的細胞碎片，這個(gè)過(guò)程可以促進(jìn)組織愈合，并啟動(dòng)再生和修復的過(guò)程。
然而，在大腦和脊髓組成的中樞神經(jīng)系統，事情有些不一樣。正常情況下，血腦屏障把紛紛擾擾的免疫活動(dòng)與神經(jīng)細胞隔離開(kāi)來(lái)。當脊髓受傷，屏障被打破，免疫細胞得以進(jìn)入受傷區域，并釋放致炎細胞因子?；钴S的免疫反應非但沒(méi)有起到幫助，還讓不習慣這種“待遇”的脊髓神經(jīng)組織受到更大的損傷，導致神經(jīng)元迅速死亡。
首當其沖的就是神經(jīng)的髓鞘。髓鞘裹在神經(jīng)纖維外面，是幫助神經(jīng)傳遞信號的，但炎癥反應會(huì )在髓鞘形成疤痕，成為脊髓神經(jīng)再生的一大阻礙。
如何避免免疫系統對神經(jīng)損傷做出過(guò)度反應呢？Lonnie Shea教授提出了一個(gè)想法：“與其去克服免疫應答，我們還可以利用免疫應答來(lái)幫我們促進(jìn)治療反應。”
帶著(zhù)這樣的目的，研究人員設計了一種新穎的納米粒子療法。他們讓納米粒子來(lái)扮演受傷細胞的碎片，與循環(huán)系統中引起炎癥的免疫細胞相結合，并將它們轉移到脾 臟，從而間接減輕脊髓受傷區域的負擔。
這些納米粒子由聚乳酸-羥基乙酸共聚物制成，這種材料是一種可降解的高分子有機化合物，已被FDA批準用作可再吸收縫合線(xiàn)。由于納米粒子通過(guò)大小、電荷等物理特性起作用，本身不附著(zhù)藥物，因此避免了藥物可能帶來(lái)的不良反應。
研究人員在脊髓受傷的小鼠身上檢驗了納米粒子的效果。在小鼠一受傷后就通過(guò)靜脈注射把納米顆粒注入小鼠體內。連續注射一周，研究人員觀(guān)察到，創(chuàng )傷部位聚集的先天免疫細胞明顯減少，相比對照組只有1/4！相應地，在受傷4周后觀(guān)察，神經(jīng)纖維的疤痕也比對照組縮小了一半。
小鼠脊髓受傷后立刻注射納米粒子，減少致炎免疫細胞在受傷部位聚集（圖片來(lái)源：參考資料[1]）
另一方面，由于改善了微環(huán)境，免疫系統中一些炎癥程度較低的細胞，比如某些巨噬細胞，在注射納米粒子后，成功到達損傷部位，幫助愈合和神經(jīng)再生。
在小鼠脊髓損傷后3個(gè)月左右時(shí)，研究人員觀(guān)察到，那些受傷后立刻注射納米粒子的小鼠，神經(jīng)再生有了明顯的改善。神經(jīng)軸突有40%左右恢復了髓鞘，幾乎與未受傷的對側一樣。與此同時(shí)，小鼠的后肢運動(dòng)功能顯示出明顯改善。
后肢運動(dòng)功能評分顯示，受傷后注射納米粒子的小鼠相比對照組獲得了顯著(zhù)改善（圖片來(lái)源：參考資料[1]）
研究人員將這種注射型納米顆粒比作中樞神經(jīng)系統的急救藥，希望可以在患者發(fā)生腦或脊髓損傷后第一時(shí)間幫助防止更嚴重損傷。
這種治療策略更令人期待的是它或許有更廣泛的應用。由于可以有效地靶向免疫細胞，它除了為脊髓損傷患者帶來(lái)新療法，還有可能造福更多炎癥性疾病患者。
在Shea教授看來(lái)，“自身免疫疾病、癌癥、再生等幾乎所有主要疾病都建立在免疫系統的基礎上。如果有工具能夠靶向免疫細胞并將其重新定向從而達到預期反應，那在治療或管理疾病方面將大有可為。”
參考資料：
[1] Jonghyuck Park et al., (2019) Intravascular innate immune cells reprogrammed via intravenous nanoparticles to promote functional recovery after spinal cord injury. Proceedings of the National Academy of Sciences. 10.1073/pnas.1820276116
[2] An ‘EpiPen’ for spinal cord injuries. Retrieved Jul 18, from https://news.umich.edu/an-epipen-for-spinal-cord-injuries/
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