The Spine Journal: 中山大学附属第三医院戎利民教授团队解析双靶神经环路磁刺激治疗脊髓损伤新机制

近日，中山大学附属第三医院戎利民教授研究团队在北美脊柱学会（NASS）官方杂志The Spine Journal上发表了双靶神经环路磁刺激治疗脊髓损伤的新机制研究：“Double-target Magnetic Stimulation Attenuates Oligodendrocyte Apoptosis and Oxidative Stress Impairment after Spinal Cord Injury via GAP43”, 发现双靶神经环路磁刺激能够通过生长相关蛋白43 (growth-associated protein 43, GAP43)抑制少突胶质细胞凋亡和氧化应激损伤，从而促进轴突再生和髓鞘化并最终改善脊髓损伤神经功能的恢复。首次提出:双靶神经环路磁刺激 (double-target magnetic stimulation, DTMS) 比单靶点磁刺激治疗更加显著促进脊髓损伤大鼠神经功能和组织结构的恢复。单细胞RNA测序分析发现少突胶质细胞是双靶神经环路磁刺激治疗最为敏感的一群神经胶质细胞，并发现了少突胶质细胞GAP43具有抵抗细胞凋亡和氧化应激损伤的新功能。这一发现从神经胶质细胞的角度解析了双靶神经环路磁刺激改善脊髓损伤的神经功能障碍的新机制，同时为临床脊髓损伤患者磁刺激疗法提供了新的理论依据。

中山三院骨科学科带头人戎利民教授为通讯作者，中山三院脊柱外科黄牡丹博士研究生为论文第一作者，中山三院脊柱外科的博士后狄嘉伟、何磊副主任医师为共同第一作者。 

研究团队首先比较重复经颅磁刺激、重复经脊髓磁刺激以及双靶神经环路磁刺激这三种治疗方案对脊髓损伤大鼠神经功能和组织结构的作用，通过一系列行为学评分、电生理检测以及组织学染色实验，发现双靶神经环路磁刺激比单靶点磁刺激治疗更加明显改善脊髓损伤大鼠神经功能和组织结构的恢复 (图1)。

图2 双靶神经环路磁刺激减轻脊髓损伤大鼠少突胶质细胞丢失

进一步深入探索双靶神经环路磁刺激促进少突胶质细胞存活的具体机制，一方面，体内体外实验均发现双靶神经环路磁刺激通过GAP43减轻少突胶质细胞的凋亡和氧化应激损伤。另一方面，发现双靶神经环路磁刺激能够促进少突胶质细胞的成熟分化，增强少突胶质细胞形成髓鞘膜的能力 (图3)。

图3 磁刺激通过GAP43抑制少突胶质细胞凋亡和氧化应激损伤，促进少突胶质细胞成熟分化

最后，为了进一步明确少突胶质细胞GAP43在双靶神经环路磁刺激神经保护作用中扮演的关键角色，使用携带siGap43的腺病毒，在进行双靶神经环路磁刺激治疗前抑制大鼠少突胶质细胞GAP43表达。发现少突胶质细胞中GAP43的下调消除了双靶神经环路磁刺激对脊髓损伤大鼠的神经功能、轴突再生及髓鞘化的改善作用 (图4)。

图4 少突胶质细胞GAP43在双靶神经环路磁刺激发挥的神经功能保护和轴突髓鞘再生中起关键作用

该研究得到了国家自然科学基金（U22A20297）以及广州市重点研发计划（202206060003）等项目的资助。

原文链接：https://www.thespinejournalonline.com/article/S1529-9430(24)01227-0/fulltext