科大团队揭示小胶质细胞在脊髓损伤后防止轴突退化中的关键作用

香港科技大学（科大）的工程研究人员和生物学家携手展开跨学科研究，成功揭示了一种脊髓神经损伤的保护机制，为开发治疗方案带来曙光，有望造福全球逾千万患者。

脊髓损伤可造成严重后果，例如终身瘫痪，但科学界至今尚未全面了解它的机理，因此未能找到有效的治疗方法。长期以来，由于缺乏适当的活体成象技术，科学家无法精确地观察研究脊髓内未受干扰的细胞生物过程。

为了克服这一困难，科大工学院电子及计算机工程学系瞿佳男教授与理学院生命科学部刘凯教授组成了跨学科团队。他们结合多模态显微成象技术和光学清除技术，成功实现微创活体成象，并由此发现小胶质细胞在脊髓轴突损伤后，会发挥一种特殊功能，并有效阻止轴突退化。

小胶质细胞是中枢神经系统里最为主要的长驻免疫细胞。它们对大脑发育丶稳定体内环境和神经系统疾病均有重要影响。科学界近年的研究显示，无论在神经新生丶突触可塑性或神经退化等过程中，小胶质细胞与神经元之间都有重要的相互作用。

刘凯教授介绍说：「这项研究采用了瞿教授实验室所开发的先进活体多模态显微成象技术和光学清除技术，在国际上首次展示了自然生理条件下脊髓中胶质细胞与节点的相互作用。」

他续指：「在单一脊髓轴突损伤的急性阶段，我们发现小胶质细胞原来对神经具有关键的保护功效。研究结果也解释了小胶质细胞与轴突之间的通讯机制，为开发有效治疗策略提供了新的靶点。」

团队证实了在脊髓中，小胶质细胞能与髓鞘轴突的郎氏结（nodes of Ranvier）建立直接接触，并在轴突损伤後，表现出显着的神经保护包裹行为。这种保护机制依赖于P2Y12受体的功能，突显出神经元与胶质细胞之间一种新的相互作用，能够防止急性轴突退化扩散至节点之外。

此外，他们还发现了在损伤过后，电压门控钠离子通道（NaV）亦有助推动节点与胶质细胞之间的相互作用。通过抑制NaV，轴突退化的过程得以减缓。

是次研究意义重大，瞿佳男教授总结说：「透过生物学家与工程研究人员的跨学科合作，我们得以揭示了小胶质细胞在轴突退化和再生过程中的重要功能。」

这项研究不仅剖析了神经疾病背后的复杂机制，还为治疗方法的发展提供了创新方向。展望未来，瞿教授表示：「多种疾病都有机会影响脊髓神经系统，如熟知的多发性硬化症等。然而这些疾病的发病机制都尚未明确。我们开发的这个光学成象技术平台，将促进这方面的深入研究，寻找疾病机制，帮助病人研发亟需的有效治疗方法。」

本研究最近在着名多学科期刊《自然通讯》发表。吴婉洁博士（2023年度电子及计算机工程学系博士毕业生）丶何盈珠（电子及计算机工程学系博士生）和陈育骏（生命科学部博士生）为共同第一作者，瞿教授和刘教授为通讯作者。

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（原文於2024年10月17日在EurekAlert刊登。）