本文来自微信公众号：学术经纬（ID：Global_Academia），作者：学术经纬，标题图来自视觉中国
脊髓受伤的那一刻，往往意味着身体开始退化，很可能造成肢体和身躯肌肉无力、感觉丧失、运动失去控制甚至瘫痪。由于交通事故、跌伤或暴力等种种原因，全世界每年有25万~50万人脊髓受损。
近期，美国密西根大学的生物工程学家利用一种纳米粒子，来帮助避免脊髓损伤导致的瘫痪。动物实验表明，在小鼠受伤后注射这种纳米粒子，可以有效促进脊髓神经再生，帮助恢复运动能力。这项研究成果发表于《美国科学院院刊》（PNAS）。
这种纳米粒子之所以能发挥作用，是因为它们可以有效地“拦截”免疫细胞。免疫细胞不是帮助修复伤口的吗？通常来说是这样。被激活的免疫细胞聚集在伤口周围，积极地清除死去的细胞碎片，这个过程可以促进组织愈合，并启动再生和修复的过程。
然而，在大脑和脊髓组成的中枢神经系统，事情有些不一样。正常情况下，血脑屏障把纷纷扰扰的免疫活动与神经细胞隔离开来。当脊髓受伤，屏障被打破，免疫细胞得以进入受伤区域，并释放致炎细胞因子。活跃的免疫反应非但没有起到帮助，还让不习惯这种“待遇”的脊髓神经组织受到更大的损伤，导致神经元迅速死亡。
首当其冲的就是神经的髓鞘。髓鞘裹在神经纤维外面，是帮助神经传递信号的，但炎症反应会在髓鞘形成疤痕，成为脊髓神经再生的一大阻碍。
本研究负责人生物医学工程教授Lonnie Shea（图片来源：密西根大学）
如何避免免疫系统对神经损伤做出过度反应呢？Lonnie Shea教授提出了一个想法：“与其去克服免疫应答，我们还可以利用免疫应答来帮我们促进治疗反应。”
带着这样的目的，研究人员设计了一种新颖的纳米粒子疗法。他们让纳米粒子来扮演受伤细胞的碎片，与循环系统中引起炎症的免疫细胞相结合，并将它们转移到脾脏，从而间接减轻脊髓受伤区域的负担。
这些纳米粒子由聚乳酸-羟基乙酸共聚物制成，这种材料是一种可降解的高分子有机化合物，已被FDA批准用作可再吸收缝合线。由于纳米粒子通过大小、电荷等物理特性起作用，本身不附着药物，因此避免了药物可能带来的不良反应。
研究人员在脊髓受伤的小鼠身上检验了纳米粒子的效果。在小鼠一受伤后就通过静脉注射把纳米颗粒注入小鼠体内。连续注射一周，研究人员观察到，创伤部位聚集的先天免疫细胞明显减少，相比对照组只有1/4！相应地，在受伤4周后观察，神经纤维的疤痕也比对照组缩小了一半。
小鼠脊髓受伤后立刻注射纳米粒子，减少致炎免疫细胞在受伤部位聚集（图片来源：参考资料[1]）
另一方面，由于改善了微环境，免疫系统中一些炎症程度较低的细胞，比如某些巨噬细胞，在注射纳米粒子后，成功到达损伤部位，帮助愈合和神经再生。
在小鼠脊髓损伤后3个月左右时，研究人员观察到，那些受伤后立刻注射纳米粒子的小鼠，神经再生有了明显的改善。神经轴突有40%左右恢复了髓鞘，几乎与未受伤的对侧一样。与此同时，小鼠的后肢运动功能显示出明显改善。
后肢运动功能评分显示，受伤后注射纳米粒子的小鼠相比对照组获得了显著改善（图片来源：参考资料[1]）
研究人员将这种注射型纳米颗粒比作中枢神经系统的急救药，希望可以在患者发生脑或脊髓损伤后第一时间帮助防止更严重损伤。
这种治疗策略更令人期待的是它或许有更广泛的应用。由于可以有效地靶向免疫细胞，它除了为脊髓损伤患者带来新疗法，还有可能造福更多炎症性疾病患者。
在Shea教授看来，“自身免疫疾病、癌症、再生等几乎所有主要疾病都建立在免疫系统的基础上。如果有工具能够靶向免疫细胞并将其重新定向从而达到预期反应，那在治疗或管理疾病方面将大有可为。”
参考资料：
[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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