- 移动端
武汉枢密脑科学技术有限公司品牌商
8 年
手机商铺
商家活跃：
产品热度：
- NaN
- 0.09999999999999964
- 0.09999999999999964
- 1.0999999999999996
- 0.09999999999999964
抑制神经元活性Kir2.1：rAAV-hSyn-Kir2.1-EGFP
￥3980
品牌商
武汉枢密脑科学技术有限公司
入驻年限：8 年
- 联系人：
枢先生
- 所在地区：
湖北 武汉市 江夏区
- 业务范围：
抗体、试剂、细胞库 / 细胞培养、技术服务、耗材、实验室仪器 / 设备
- 经营模式：
生产厂商 经销商
推荐产品
公司新闻/正文
IF=10.885【客户文章】首医大李晓光/杨朝阳教授团队发文阐释NT3-壳聚糖修复脊髓损伤后新生神经元的亚型分类及环路重建情况
1723 人阅读发布时间：2023-06-12 16:40
脊髓损伤修复是国际上尚未解决的重大医学难题。脊髓损伤不仅会给患者本人带来身体和心理上的极大伤害，严重影响患者的生存质量，还会对家庭乃至整个社会造成巨大的经济负担。首都医科大学基础医学院李晓光教授/杨朝阳教授团队历时20余年成功破解脊髓损伤修复这一世界性医学难题。团队采用天然生物材料壳聚糖复合神经营养因子构建了一种新型活性生物材料，可以长期控制释放神经营养因子，改善损伤区局部微环境，激活内源性神经干细胞，募集其迁移至病损部位分化为成熟的神经元，新生的神经元可与宿主细胞形成功能性的神经环路最终使得功能恢复。然而，脊髓损伤区新生神经元是否具有正常脊髓灰质的细胞亚型？这些不同亚型的新生神经元能否接受大脑皮层来源的、皮层下中枢来源的或脊上来源的轴突投射以及能否维持截瘫平面以下的环路可塑性等问题尚未可知。
2022年11月21日，李晓光教授/杨朝阳教授团队在神经科学国际知名期刊《Progress in Neurobiology》发表题为“Circuit reconstruction of newborn neurons after spinal cord injury in adult rats via an NT3-chitosan scaffold”的研究论文。该研究系统地鉴定了损伤部位新生神经元（NNLA）的神经元亚型，确定了新生神经元可以接收来自大脑多个区域的突触连接，揭示了损伤部位局部脊髓神经环路的重建情况，并证明了损伤平面下方的神经环路仍具有可塑性。这一研究为脊髓损伤患者的恢复治疗提供理论基础，并为在临床上使用生物活性材料提供理论依据，有望在临床上给予脊髓损伤患者新的治疗措施和康复希望。
结果
1．脊髓损伤区内新生神经元的亚型分类
研究团队采用成年大鼠脊髓损伤模型进行生物学研究。为了揭示损伤区内新生神经元是否具有正常脊髓的神经元表型，研究者利用免疫荧光组化系统地描述了损伤区域增殖细胞的细胞命运，发现损伤部位新生神经元亚型的分类与正常脊髓内神经元生理性分类相似。脊髓损伤区内存在兴奋性神经元CamKII、抑制性神经元GABA以及胆碱能神经元ChAT（图1B），这些神经元构成了中枢模式发生器（CPG）神经网络。此外，进一步对新生神经元进行亚型分类，发现损伤区内存在运动型中间神经元Foxp1、Foxp2、AP2β和SATB1，感觉型中间神经元Brn3a和VGluT3，同时还存在调节型中间神经元BHLHB5（图1C）。不同亚型中间神经元的产生为截瘫大鼠后肢运动功能恢复提供了形态学方面的证据。
2. 再生的下行传导束轴突与损伤区新生神经元形成突触联系
为了证明脊髓损伤后下行的脊髓传导束轴突能否再生，且再生的轴突能否与损伤区不同亚型中间神经元形成突触联系，研究者通过使用AAV2/9-hSyn-mCherry顺行示踪病毒分别标记皮质脊髓束（CST）与红核脊髓束（RST），发现CST和RST分别与损伤区域的SATB1中间神经元或VGluT3中间神经元形成连接。
3. 脑-脊髓神经环路重塑
为了探究新生神经元能否整合到脊髓并重建脊髓神经网络，研究者将逆行跨多突触病毒（PRV-EGFP）注入胫骨前肌，发现损伤后NT3-壳聚糖支架的植入促进了不同亚型NNLA的形成，同时不同亚型的NNLA也可作为中继站以重新连接脑脊髓网络。
4. 单突触输入神经环路重塑
为了进一步探究具有中继功能的NNLA如何与损伤后的脊髓进行神经环路整合，研究者在同一区域先后注射辅助病毒（rAAV-hSyn-Cre，2.09×1012 PFU/mL，rAAV-Ef1α-DIO-mCherry-2a-TVA-WPRE-pA，6.60×1012 PFU/mL，rAAV-Ef1α-DIO-RVG，6.24×1012 PFU/mL）与逆行跨单突触狂犬病毒（RV-EnvA-ΔG-EGFP），发现NNLA能够分别接收来自损伤近端（rostral）神经元、大脑皮层神经元与皮层下中枢神经元的单突触输入。
5. 损伤区以下腰段局部环路重塑
随后研究者利用免疫荧光组化与霍乱毒素亚型B（CTB）探究NT-3壳聚糖支架能否改善腰段运动神经元的形态与突触输入，发现损伤后NT3-壳聚糖支架的植入可有效改善腰段运动神经元的树突数量及长度，并在一定程度上恢复兴奋性突触输入，平衡兴奋性-抑制性突触输入。
6. 靶器官神经肌肉接头形态和功能改善
保证运动神经元和肌肉间信号正常传递的关键是维持神经肌肉接头（NMJ）的结构与功能。在本研究中，研究团队发现相较于对照组，脊髓损伤后NT3-壳聚糖支架的植入可有效改善NMJ的形态，并促进运动功能的恢复。同时，研究团队还检测了肌电情况，发现NT3-壳聚糖支架的植入增加了MEPP的频率与振幅，这表明神经-肌肉信号传递的能力在治疗后得以恢复，进一步提高了后肢肌肉的收缩能力。这一研究发现为脊髓损伤患者的临床治疗带来了新的希望。
结论
本文研究人员通过免疫组化、病毒示踪、透射电镜及肌电图等技术，系统的揭示了NT3-壳聚糖促进损伤区神经元再生，整合入宿主环路中，使受损的神经网络重构，提示活性生物材料支架也许为临床治疗完全性截瘫患者带来了新的希望。
首都医科大学李晓光教授、杨朝阳教授为本文共同通讯作者，课题组王子珏博士为论文第一作者。该项研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、北京市科委项目、北京市自然科学基金等项目的资助。
通讯作者简介
李晓光，首都医科大学基础医学院教授、博士生导师。主要从事应用组织工程修复中枢神经损伤机理和临床转化研究。主持和完成科技部863、国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等。在国际著名期刊《PNAS》、《STTT》、《Biomaterials》等发表论文30余篇，获国家发明专利多项，获“2012年全国百篇优秀博士学位论文指导老师”及“2018年高等学校科学研究优秀成果-自然科学一等奖”。
杨朝阳，首都医科大学基础医学院教授、博士生导师。主要从事应用组织工程学方法修复中枢神经系统损伤研究。主持完成科技部重点研发计划、国家自然科学基金面上项目等多项国.家级科研项目。在《PNAS》、《STTT》、《Biomaterials》等期刊上发表论文30余篇。获“2018年高等学校科学研究优秀成果-自然科学一等奖”、“2012年全国百篇优秀博士学位论文”、“2018年中华医学会-医学科学技术三等奖”。
本文使用的病毒产品全部来自枢密科技，列表如下：
全新减毒版RV-CVS
（Reardon TR, et al. Neuron. 2016.）
枢密科技可提供RV-CVS株及SAD-B19株病毒包装服务。RV-CVS株标记特征：更低的神经毒性，更轻微的神经损伤，更高效的标记效率；感染时间延长至一个月；可结合光遗传、钙成像、Cre、Flp等技术实现脑网络特异性功能研究及基因表达调控。
如有相关实验需求，或了解更多产品服务，欢迎咨询我们！
2022年11月21日，李晓光教授/杨朝阳教授团队在神经科学国际知名期刊《Progress in Neurobiology》发表题为“Circuit reconstruction of newborn neurons after spinal cord injury in adult rats via an NT3-chitosan scaffold”的研究论文。该研究系统地鉴定了损伤部位新生神经元（NNLA）的神经元亚型，确定了新生神经元可以接收来自大脑多个区域的突触连接，揭示了损伤部位局部脊髓神经环路的重建情况，并证明了损伤平面下方的神经环路仍具有可塑性。这一研究为脊髓损伤患者的恢复治疗提供理论基础，并为在临床上使用生物活性材料提供理论依据，有望在临床上给予脊髓损伤患者新的治疗措施和康复希望。
结果
1．脊髓损伤区内新生神经元的亚型分类
研究团队采用成年大鼠脊髓损伤模型进行生物学研究。为了揭示损伤区内新生神经元是否具有正常脊髓的神经元表型，研究者利用免疫荧光组化系统地描述了损伤区域增殖细胞的细胞命运，发现损伤部位新生神经元亚型的分类与正常脊髓内神经元生理性分类相似。脊髓损伤区内存在兴奋性神经元CamKII、抑制性神经元GABA以及胆碱能神经元ChAT（图1B），这些神经元构成了中枢模式发生器（CPG）神经网络。此外，进一步对新生神经元进行亚型分类，发现损伤区内存在运动型中间神经元Foxp1、Foxp2、AP2β和SATB1，感觉型中间神经元Brn3a和VGluT3，同时还存在调节型中间神经元BHLHB5（图1C）。不同亚型中间神经元的产生为截瘫大鼠后肢运动功能恢复提供了形态学方面的证据。
图1.脊髓损伤区新生神经元的亚型分类
2. 再生的下行传导束轴突与损伤区新生神经元形成突触联系
为了证明脊髓损伤后下行的脊髓传导束轴突能否再生，且再生的轴突能否与损伤区不同亚型中间神经元形成突触联系，研究者通过使用AAV2/9-hSyn-mCherry顺行示踪病毒分别标记皮质脊髓束（CST）与红核脊髓束（RST），发现CST和RST分别与损伤区域的SATB1中间神经元或VGluT3中间神经元形成连接。
图2.再生的下行传导束轴突与损伤区新生神经元形成突触联系
3. 脑-脊髓神经环路重塑
为了探究新生神经元能否整合到脊髓并重建脊髓神经网络，研究者将逆行跨多突触病毒（PRV-EGFP）注入胫骨前肌，发现损伤后NT3-壳聚糖支架的植入促进了不同亚型NNLA的形成，同时不同亚型的NNLA也可作为中继站以重新连接脑脊髓网络。
图3.脑-脊髓神经环路重塑
4. 单突触输入神经环路重塑
为了进一步探究具有中继功能的NNLA如何与损伤后的脊髓进行神经环路整合，研究者在同一区域先后注射辅助病毒（rAAV-hSyn-Cre，2.09×1012 PFU/mL，rAAV-Ef1α-DIO-mCherry-2a-TVA-WPRE-pA，6.60×1012 PFU/mL，rAAV-Ef1α-DIO-RVG，6.24×1012 PFU/mL）与逆行跨单突触狂犬病毒（RV-EnvA-ΔG-EGFP），发现NNLA能够分别接收来自损伤近端（rostral）神经元、大脑皮层神经元与皮层下中枢神经元的单突触输入。
图4.单突触输入神经环路重塑
5. 损伤区以下腰段局部环路重塑
随后研究者利用免疫荧光组化与霍乱毒素亚型B（CTB）探究NT-3壳聚糖支架能否改善腰段运动神经元的形态与突触输入，发现损伤后NT3-壳聚糖支架的植入可有效改善腰段运动神经元的树突数量及长度，并在一定程度上恢复兴奋性突触输入，平衡兴奋性-抑制性突触输入。
图5.损伤区以下腰段局部环路重塑
6. 靶器官神经肌肉接头形态和功能改善
保证运动神经元和肌肉间信号正常传递的关键是维持神经肌肉接头（NMJ）的结构与功能。在本研究中，研究团队发现相较于对照组，脊髓损伤后NT3-壳聚糖支架的植入可有效改善NMJ的形态，并促进运动功能的恢复。同时，研究团队还检测了肌电情况，发现NT3-壳聚糖支架的植入增加了MEPP的频率与振幅，这表明神经-肌肉信号传递的能力在治疗后得以恢复，进一步提高了后肢肌肉的收缩能力。这一研究发现为脊髓损伤患者的临床治疗带来了新的希望。
图6.靶器官神经肌肉接头形态和功能改善
结论
本文研究人员通过免疫组化、病毒示踪、透射电镜及肌电图等技术，系统的揭示了NT3-壳聚糖促进损伤区神经元再生，整合入宿主环路中，使受损的神经网络重构，提示活性生物材料支架也许为临床治疗完全性截瘫患者带来了新的希望。
首都医科大学李晓光教授、杨朝阳教授为本文共同通讯作者，课题组王子珏博士为论文第一作者。该项研究得到了科技部重点研发计划、国家自然科学基金、北京市科委项目、北京市自然科学基金等项目的资助。
通讯作者简介
李晓光，首都医科大学基础医学院教授、博士生导师。主要从事应用组织工程修复中枢神经损伤机理和临床转化研究。主持和完成科技部863、国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目等。在国际著名期刊《PNAS》、《STTT》、《Biomaterials》等发表论文30余篇，获国家发明专利多项，获“2012年全国百篇优秀博士学位论文指导老师”及“2018年高等学校科学研究优秀成果-自然科学一等奖”。
杨朝阳，首都医科大学基础医学院教授、博士生导师。主要从事应用组织工程学方法修复中枢神经系统损伤研究。主持完成科技部重点研发计划、国家自然科学基金面上项目等多项国.家级科研项目。在《PNAS》、《STTT》、《Biomaterials》等期刊上发表论文30余篇。获“2018年高等学校科学研究优秀成果-自然科学一等奖”、“2012年全国百篇优秀博士学位论文”、“2018年中华医学会-医学科学技术三等奖”。
本文使用的病毒产品全部来自枢密科技，列表如下：
全新减毒版RV-CVS
（Reardon TR, et al. Neuron. 2016.）
枢密科技可提供RV-CVS株及SAD-B19株病毒包装服务。RV-CVS株标记特征：更低的神经毒性，更轻微的神经损伤，更高效的标记效率；感染时间延长至一个月；可结合光遗传、钙成像、Cre、Flp等技术实现脑网络特异性功能研究及基因表达调控。
如有相关实验需求，或了解更多产品服务，欢迎咨询我们！