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近日，首都醫(yī)科大學(xué)和北京航空航天大學(xué)雙聘教授李曉光及其研究團隊首次證明了“應(yīng)用生物活性材料激活內(nèi)源性干細(xì)胞修復(fù)脊髓損傷”，并采用全基因組表達(dá)譜分析方法闡明了機理，破解了截癱這一世界性難題，相關(guān)成果在線發(fā)表在《美國科學(xué)院院刊》上。

研究人員介紹，脊髓不能再生的主要原因是成年中樞神經(jīng)損傷局部的微環(huán)境不利于神經(jīng)再生，這是近百年來醫(yī)學(xué)界普遍的認(rèn)識。但近年的研究發(fā)現(xiàn)，成年中樞神經(jīng)系統(tǒng)存在處于休眠狀態(tài)的神經(jīng)干細(xì)胞，仍然保留有潛在的再生能力。因此只要通過操作改變損傷局部的微環(huán)境就可以促進脊髓損傷后的再生。

研究人員利用生物材料激活成年動物內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞，誘導(dǎo)其分化成功能性的神經(jīng)元并與宿主脊髓建立了功能性神經(jīng)環(huán)路，最終導(dǎo)致截癱功能的恢復(fù)，避免了倫理糾紛、免疫排斥并降低了發(fā)生腫瘤的風(fēng)險，成為修復(fù)組織器官的理想辦法。

目前，李曉光研究團隊研制的“脊髓重建管”已經(jīng)通過了中國食品藥品檢定研究院的檢測，各項指標(biāo)符合國際標(biāo)準(zhǔn)，并具備開展臨床試驗研究的基礎(chǔ)條件。

　　10月12日，我校李曉光團隊與北京航空航天大學(xué)、美國加州大學(xué)等單位合作，在國際著名期刊《美國科學(xué)院院刊》（PNAS）在線發(fā)表了兩篇論文，在動物實驗上首次證明了“應(yīng)用生物活性材料激活內(nèi)源性干細(xì)胞修復(fù)脊髓損傷”，采用全基因組表達(dá)譜分析方法闡明了機理，為截癱這一世界性難題提供了科學(xué)依據(jù)。三位國外同行（其中包括2013年諾貝爾生理或醫(yī)學(xué)獎得主、斯坦福大學(xué)教授SüDHOF Thomas C.）于10月14日在《Science China》發(fā)表了一篇述評，對這項研究進行了高度評價，Springer網(wǎng)站同時進行了轉(zhuǎn)載。

　　該成果的創(chuàng)新性在于，利用生物材料激活成年動物內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞，誘導(dǎo)其分化成功能性的神經(jīng)元并與宿主脊髓建立功能性神經(jīng)環(huán)路，最終實現(xiàn)截癱功能恢復(fù)。這不僅避免了倫理糾紛、免疫排斥，而且降低了發(fā)生腫瘤的風(fēng)險，將是修復(fù)組織器官最理想的辦法。

　　脊髓損傷修復(fù)和功能重建，是尚未解決的世界級重大醫(yī)學(xué)難題，關(guān)系到眾多截癱患者和肢殘患者的救治和康復(fù)。如果脊髓損傷修復(fù)和功能重建，能夠全部或部分在我國首先取得研究進展，特別是在臨床治療方面取得突破，眾多脊髓截癱患者就有可能重新站起來。此外，支持脊髓損傷修復(fù)的生物材料及其技術(shù)，可以催生生物醫(yī)藥領(lǐng)域新的支柱產(chǎn)業(yè)，同時將對康復(fù)醫(yī)學(xué)產(chǎn)業(yè)和高新醫(yī)用生物材料產(chǎn)業(yè)形成強大的輻射和帶動作用。

　　李曉光研究團隊研制的“脊髓重建管”已通過中國食品藥品檢定研究院的檢測，各項指標(biāo)均符合ISO10993的國際標(biāo)準(zhǔn)，并已具備開展臨床試驗研究的基礎(chǔ)條件。然而，脊髓損傷的治療與功能重建是一個系統(tǒng)工程，涉及診斷、治療、康復(fù)訓(xùn)練和功能評價等多方面內(nèi)容。目前，該團隊正在解決臨床試驗前有關(guān)問題，力爭盡快開展臨床試驗研究。

來自北京航空航天大學(xué)、首都師范大學(xué)、上海交通大學(xué)等機構(gòu)的研究人員展開合作，在脊髓損傷再生研究中取得突破性的成果。兩篇研究論文同期發(fā)表在10月12日的《美國國家科學(xué)院院刊》（PNAS）雜志上。

任職于北京航空航天大學(xué)及首都師范大學(xué)的李曉光（Xiaoguang Li）研究員，同濟大學(xué)醫(yī)學(xué)院和加州大學(xué)洛杉磯分校的孫毅（Yi E. Sun）教授，以及李曉光課題組的楊朝陽（Zhaoyang Yang）博士是這篇論文的共同通訊作者。

Transcriptome analyses reveal molecular mechanisms underlying functional recovery after spinal cord injury.October 12, 2015, doi: 10.1073/pnas.1510176112 PNAS October 12, 2015

由于惡劣的中樞神經(jīng)系統(tǒng)(CNS)損傷環(huán)境以及CNS神經(jīng)元較弱的內(nèi)在再生能力， CNS中的軸突再生極具挑戰(zhàn)性，因此脊髓損傷(SCI)被認(rèn)為無法治愈。

在這篇文章中研究人員發(fā)現(xiàn)，載有神經(jīng)營養(yǎng)因子-3(NT3)的殼聚糖可提供良好的環(huán)境，促進大鼠神經(jīng)生長、新神經(jīng)發(fā)生及完全切斷的脊髓恢復(fù)功能。為了了解其分子機制，研究人員在脊髓損傷后90天時間內(nèi)對損傷位點的脊髓段，以及損傷吻側(cè)和尾側(cè)區(qū)域進行了一系列全面的轉(zhuǎn)錄組分析。利用加權(quán)基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析(Weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)，他們確立了在脊髓損傷后不同時間響應(yīng)各種病理事件的基因模塊/程序�？陀^測量基因模塊表達(dá)還揭示出新神經(jīng)發(fā)生和血管發(fā)生增加，炎癥反應(yīng)減少是NT3-chitosan影響再生的關(guān)鍵。 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

成年哺乳動物中樞神經(jīng)系統(tǒng)中的神經(jīng)干細(xì)胞(NSCs)通過適當(dāng)激活、分化和成熟，建立起新神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，整合到受損神經(jīng)回路中修復(fù)功能，是神經(jīng)再生的關(guān)鍵。然而，中樞神經(jīng)系統(tǒng)損傷微環(huán)境往往是抑制及炎癥性的，限制了活化的神經(jīng)干細(xì)胞分化為神經(jīng)元，形成新神經(jīng)回路的能力。

在這篇文章中，研究人員報告稱當(dāng)將偶聯(lián)NT3的殼聚糖材料插入到完全切斷和切除的大鼠胸部脊髓5-mm缺口中時，可引起受損脊髓中內(nèi)源NSCs有力地活化。通過緩慢釋放NT3，這一生物材料吸引NSCs遷移到了損傷區(qū)域，分化為神經(jīng)元，形成了功能性神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)，其與切斷的上行和下行軸突相互連接，導(dǎo)致了感覺與運動行為恢復(fù)。

這項研究提出了，促進內(nèi)源性神經(jīng)發(fā)生是脊髓損傷一種新治療策略。