脊髓深处的静默细胞可能在严重损伤和脑疾病后提供令人惊讶的治愈关键。西达赛奈医学中心的一项新研究揭示，名为星形胶质细胞的支持细胞作用远不止于旁观者。它们能协调中枢神经系统长距离区域的清理与修复工作，且这种作用来自远离损伤的区域。
重新思考星形胶质细胞的作用
星形胶质细胞遍布大脑和脊髓，包裹神经纤维与血管。它们帮助维持神经元健康、平衡化学物质，并支持电脉冲流动，使人体能够运动、感知和思考。
以往研究主要聚焦于损伤现场的星形胶质细胞，这些局部细胞会形成疤痕以保护周围组织。西达赛奈医学中心的神经科学家乔舒亚·伯达博士及其团队提出了新视角。
“我们发现，远离损伤部位的星形胶质细胞实际上能驱动脊髓修复，”担任生物医学科学与神经病学助理教授、本研究高级作者的伯达表示。
研究人员将这些远距离帮手命名为“远端病灶星形胶质细胞”（Lesion-Remote Astrocytes, LRAs）。他们鉴定出多种亚型，并证明至少有一类能从远处感知损伤，随后以特定方式响应。
脊髓损伤如何扩散问题
脊髓是连接大脑与身体的神经组织束。中央灰质包含神经元胞体和星形胶质细胞，外围白质则包裹着长距离神经纤维，这些纤维沿脊髓上下延伸。
当脊髓受损时，大量长纤维断裂。断裂碎片死亡后转化为脂肪性残骸。在多数器官中，炎症局限于伤口附近；但在脊髓中，损伤会沿纤维长度扩散，炎症随之蔓延。
这种额外扩散使清理工作变得困难。残骸可能滞留于原发损伤点之外，堵塞运动与感觉信号所需的通路。西达赛奈团队致力于探究神经系统如何应对这一挑战。
“在小鼠实验中，我们发现远离核心损伤区域的LRAs会被激活并支持修复。当我们检查脊髓损伤患者的脊髓组织时，也观察到相同反应迹象，”伯达向The Brighter Side of News透露。
启动清理工作的蛋白质信号
为理解LRAs的作用机制，伯达实验室深入研究了其中一类亚型。这类星形胶质细胞会释放名为CCN1的蛋白质。该蛋白质作为信号分子，作用于小胶质细胞——中枢神经系统内的常驻免疫细胞。
“小胶质细胞的核心功能是担任中枢神经系统的首席垃圾清理工，”伯达解释道，“组织损伤后，它们会吞噬神经纤维残骸碎片。这些碎片富含脂肪，可能导致小胶质细胞出现类似消化不良的状态。”
换言之，小胶质细胞可能被自身需要清理的残骸“堵塞”。团队实验证实，CCN1能有效预防此问题。星形胶质细胞释放的CCN1会指导小胶质细胞调整能量与脂肪代谢方式。通过这种代谢转变，小胶质细胞能更高效地消化残骸，避免被压垮。
伯达认为，这种高效清理机制可能解释为何部分脊髓损伤患者会出现自发功能恢复——其神经系统支持细胞正在默默改善康复概率。
CCN1缺失时的后果
为验证该蛋白质的关键性，团队在小鼠模型中移除了星形胶质细胞的CCN1。结果显著：缺乏星形胶质细胞来源的CCN1后，动物康复能力急剧下降。
“若移除星形胶质细胞CCN1，小胶质细胞会进食但无法消化，”伯达指出，“它们会召集更多小胶质细胞，这些新加入者同样进食却无法消化。”
修复部位未能保持清洁，脊髓内堆积起大量塞满残骸的小胶质细胞簇。这些簇群加剧了沿脊髓轴线的炎症反应。由于炎症广泛扩散，组织修复效果变差，功能持续受损。
这一连锁反应表明，在愈合过程中星形胶质细胞与小胶质细胞紧密关联：当星形胶质细胞发出正确信号时，小胶质细胞协助修复；信号缺失时，同一清理团队反而会恶化情况。
其他疾病中的共用修复机制
研究团队未止步于创伤性损伤。当他们检查多发性硬化症患者的脊髓组织时，发现了相同的CCN1机制。
多发性硬化症会破坏白质，留下髓鞘和神经纤维残骸，过程与脊髓损伤极为相似。在MS组织中观察到相同的星形胶质细胞-小胶质细胞程序，表明这种修复通路是中枢神经系统损伤的普遍特征，而非罕见反应。
伯达表示，这些组织修复原则可能适用于多种脑与脊髓损伤，包括中风和炎症性神经退行性疾病。
“星形胶质细胞在中枢神经系统愈合中的作用研究严重不足，”西达赛奈医学中心生物医学科学系主任戴维·安德希尔博士评论道，“这项工作强烈表明，远端病灶星形胶质细胞为限制慢性炎症、增强功能性再生及促进脑脊髓损伤与疾病后的神经恢复提供了可行路径。”
将自然信号转化为未来疗法
目前CCN1仅是人体自有工具的一部分。西达赛奈团队正致力于将其转化为治疗手段。
伯达正领导研究如何在脊髓损伤后增强或模拟星形胶质细胞CCN1。若医生能强化此通路，或可帮助小胶质细胞加速清除残骸、缩短有害炎症周期并支持更好康复。
团队还计划研究星形胶质细胞CCN1如何影响炎症性神经退行性疾病与衰老过程。随着人类寿命延长，损害白质并干扰脑信号的疾病日益普遍。深入理解此修复系统可能改变相关疾病的治疗方式。
研究表明，远离显性损伤的细胞依然至关重要。它们静默的远程工作能在持续炎症与有效愈合间扭转天平。对于脊髓损伤、中风或多发性硬化症患者，这一发现带来了新的希望源泉。
研究的实用意义
本研究揭示，神经系统拥有内置修复程序，依赖星形胶质细胞与小胶质细胞间的通信。通过确认CCN1为关键信号，该研究指明了药物靶点——未来疗法可增强脊髓损伤、中风或多发性硬化症后的髓鞘与神经残骸清理。
若科学家掌握在正确时间向正确细胞增强CCN1的方法，未来治疗或能限制慢性炎症、减少疤痕形成并支持运动与感觉功能更好恢复。鉴于相同机制在多种疾病的人体组织中均存在，此通路最终可能惠及脑脊髓障碍广泛患者群，包括炎症性神经退行性疾病及衰老相关的白质损伤。
除治疗外，该研究还为预后评估提供新思路。与星形胶质细胞CCN1活性相关的生物标志物，或可帮助医生预测哪些患者更可能在损伤后恢复功能，哪些需要更积极的支持。长期而言，利用远端病灶星形胶质细胞有望将护理重点从单纯稳定损伤，转向主动引导脑脊髓走向修复。
研究结果已在线发表于《自然》杂志。
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