脊髓損傷｜港大、城大改造神經幹細胞 激發神經再生能力 望助癱瘓病人康復

脊髓損傷不可逆 無法自行修復

脊髓損傷通常由跌倒、撞車或運動意外而導致。正常情況下，脊髓神經元通過上下行通路接收傳遞來自大腦的信息。這些通路由長軸突組成，軸突將信號從大腦傳遞到脊髓，在脊髓中與中間神經元或運動神經元發生突觸傳遞，調控肌肉肢體活動和感覺機能。受損後的脊髓神經元及幼長軸突組成的通路往往產生不可逆的損傷，無法自行修復，中斷上下行信號傳輸令病人喪失活動及肢體感覺機能。

現時治療不利於神經元形成

現時被視為有希望的治療方案，是把從人類多能幹細胞提取的神經幹細胞移植於創傷面，以補充脊神經元缺失，有利連結自身的神經元而促使脊髓恢復。然而，創傷面的環境不利於神經元的形成，反而有利於星形膠質細胞，局限了移植神經幹細胞的治療效果。

改造基因令神經通路重新建立

早前的研究發現高表達的SOX9基因與損傷後的惡性微環境有密切關係，是導致神經膠質形成及阻礙神經元存活、分化成功能性神經元的主要原因。科研人員發現，透過修飾人體神經幹細胞中SOX9基因的表達，使其降低約50%，這些細胞在損傷後的惡性微環境中具有更高的耐受力和更好的神經元分化能力，這使得神經通路能在短時間內得到重新建立。

在脊髓嚴重損傷大鼠模型研究成功

透過脊髓嚴重損傷的大鼠模型，研究團隊驗證了這項技術的效果。團隊利用網格步行、持續步行和感覺刺激等，測試移植後大鼠各項運動感覺能力。其中，網格步行測試是要觀察老鼠的肢體協調能力，如左右前後腳是否能正確的抓着網格；持續步行測試則是要記錄老鼠的踏步模式以了解步態和指尖末端運動能力。

結果發現，接受了SOX9基因修飾的神經幹細胞治療的大鼠，在一系列的運動感覺能力測試中展現出顯著的進步。相比於移植未經SOX9修飾神經幹細胞治療的大鼠，接受SOX9基因修飾神經幹細胞移植的大鼠可將受損後腳掌正確放在網格，並出現較少的錯誤。此外，這些大鼠步行通過一米長的狹窄通道時，具有良好的步態，並清楚顯示其腳掌位置及腳趾的移動，證明指尖末端運動能力恢復。。為使研究結果能推進至脊髓損傷病人移植治療的臨床使用，團隊未來將集中研究在神經幹細胞中將SOX9的活性或表達量減半的基因策略。

利用神經幹細胞修復脊髓損傷

城大神經科學系助理教授兼研究團隊共同領導人劉艾佳教授說：「我們的研究運用基因修飾的方法，改變人體神經幹細胞在活體內對損傷後惡性微環境的反應，提升細胞的耐受力和自行分化潛能，為利用神經幹細胞修復脊髓損傷帶來了新的治療方向。」

港大醫學院生物醫學學院副教授張知恒博士表示：「我們的研究揭示了一個全新的範式的治療策略，藉著基因靶向激活體內天然機制，以提升針對神經幹細胞治療脊髓損傷的潛能。此方法改變了移植物在傷口的反應，強化的神經元方向分化、存活和整合能力，以及減少神經膠質疤痕形成，將為脊髓損傷患者提供更有效的幹細胞治療方案。」

降低免疫排斥風險 消除使用胚胎幹細胞相關的倫理問題

劉教授補充：「這種基因改造神經幹細胞由人體多能性幹細胞產生，可以從患者自身的細胞（如皮膚細胞或血細胞）中生成，這消除了對胚胎幹細胞的需求，也消除了與使用胚胎幹細胞相關的倫理問題。這也降低了細胞用於移植時的免疫排斥風險。」