脊髓損傷修復迄今仍是世界性的醫學難題。戴建武教授團隊近 20 年來專注脊髓損傷再生修復研究，建立了哺乳動物脊髓大段缺損全橫斷損傷模型，包括嚙齒類、犬及非人靈長類全橫斷脊髓損傷模型，并于 2015 年 1 月 16 日在國際上首先開展了神經再生膠原支架材料修復完全性脊髓損傷的臨床研究。文章依據領域研究進展，分析了脊髓完全性損傷后運動功能恢復的 3 種可能機制：① 運動神經長軸突再生通過損傷區域；② 損傷區新生的神經元連接損傷的兩個斷端，形成連接；③ 前述兩種機制都存在。大量不同動物全橫斷脊髓損傷模型及再生修復研究結果均表明，神經再生膠原支架移植治療全橫斷脊髓損傷動物是通過引導內源神經元形成橋接改善運動功能。在不同脊髓損傷模型中，特別是大段缺損全橫斷脊髓損傷模型中，長的軸突生長非常有限，無法滿足動物運動功能恢復的要求。在全橫斷脊髓損傷動物模型中，通過功能修飾的神經再生膠原支架移植促進新神經元產生并形成橋接改善運動功能相比引導運動軸突再生更可行，是全橫斷脊髓損傷后運動功能恢復的主要機制。但在再生修復時如何促進更多的神經元產生、形成正確的橋接并實現更好的運動功能恢復等都是亟待解決的重要問題。
在脊髓損傷再生修復的研究中，膠質瘢痕一直是非常重要的研究方向。幾十年來，主流觀念普遍認為膠質瘢痕是神經再生的物理屏障，而且其分泌的抑制因子會阻礙神經纖維再生。隨著技術發展和研究深入，脊髓損傷修復研究領域許多傳統主流觀念都受到了新生力量的沖擊，對膠質瘢痕的認識也不例外。該文簡要回顧自 20 世紀 30 年代至今數代研究人員對脊髓損傷后膠質瘢痕組織的研究歷史，并綜述膠質瘢痕在神經再生與功能重建方面作用的爭議及進展。希望能更好梳理和認清膠質瘢痕在脊髓損傷后的角色及定位，以期有效助力攻克脊髓損傷修復這一世界難題。
目的評價膠原支架結合腦源性神經營養因子（brain-derived neurotrophic factor，BDNF）移植修復大鼠全橫斷脊髓損傷的效果。方法將 32 只成年雌性 SD 大鼠隨機分成 4 組（n=8）：A 組為假手術組，只暴露 T9、T10 段脊髓；B、C、D 組切除長 4 mm 的 T9、T10 段脊髓后，C、D 組分別于損傷處植入相應長度的線性有序膠原支架（linear ordered collagen scaffolds，LOCS）和結合了膠原結合結構域（collagen binding domain，CBD）-BDNF 的 LOCS。術前及術后 3 個月內每周對大鼠進行 BBB 運動功能評分。術后 3 個月，實施神經電生理檢測各組大鼠運動誘發電位（motor evoked potential，MEP）；然后于 L2 段脊髓組織注射熒光金（fluorogold，FG）實施逆行示蹤，1 周后取大鼠大腦及胸、腰段脊髓組織，脫水后觀察脊髓組織形態；取包含損傷區的胸、腰段脊髓組織作切片。其中，脊髓冠狀切片于激光共聚焦顯微鏡下進行觀察，計算 FG 陽性細胞積分吸光度（IA）值；胸段脊髓組織水平切片采用免疫熒光染色，觀察全橫斷脊髓損傷造模情況、脊髓損傷區軸突再生情況、D 組再生軸突的突觸形成情況。結果術后各時間點 B、C、D 組 BBB 評分均顯著低于 A 組（P<0.05）；術后 2～12 周 D 組 BBB 評分均明顯高于 B、C 組（P<0.05）。電生理檢測示，B 組未觀測到 MEP；C、D 組 MEP 潛伏期顯著長于 A 組，C 組顯著長于 D 組，差異均有統計學意義（P<0.05）。脊髓組織形態觀察示，B 組脊髓損傷區域向兩端延伸，損傷部位組織破壞嚴重；C、D 組脊髓形態恢復較好，D 組更接近正常組織形態。逆行示蹤結果顯示，各組大鼠損傷區以下的腰段脊髓灰質中均充滿了 FG 陽性細胞；在損傷區以上的胸段脊髓中，A 組 FG 陽性區域IA 值顯著大于 B、C、D 組（P<0.05），C、D 組大于 B 組（P<0.05），C、D 組間差異無統計學意義（P>0.05）。免疫熒光染色示，自同一脊髓背側至腹側選出的組織切片顯示了明顯異于正常組織的全橫斷脊髓損傷區域。A 組 NF 陽性軸突數明顯多于 B、C、D 組，C、D 組多于 B 組，D 組多于 C 組，差異均有統計學意義（P<0.05）。結論LOCS 結合 CBD-BDNF 移植可以促進大鼠全橫斷脊髓損傷后軸突再生以及后肢運動功能恢復。