Piezo4Spine：为截瘫患者寻觅治愈希望
Piezo4Spine 是一个欧洲项目，旨在开发新型疗法以修复脊髓损伤——一种至今仍无有效治愈方案的疾病。玛丽亚·C·塞拉诺为我们详细介绍这一突破性研究。
脊髓损伤（SCI）是一种毁灭性病理，影响着作为中枢神经系统关键组成部分的脊髓，该部分负责执行大脑发出的绝大多数重要指令。根据世界卫生组织（WHO）最新数据，全球目前有超过1500万人受此疾病困扰。众所周知，脊髓损伤患者在功能损害转为慢性之前的治疗窗口期极为有限，甚至往往难以确定。
图1. Piezo4Spine项目标识突显了Piezo机械感受器对构想疗法的核心意义。当前脊髓损伤疗法主要集中在康复训练、细胞移植、药物、生物材料及电刺激等单一或组合方案。尽管这些方法能实现部分感觉/运动功能恢复，但慢性功能缺陷仍严重限制患者的日常活动并缩短预期寿命，因为现有疗法均未能在损伤部位成功促进完整的神经再生并恢复所有丧失功能。
面对这一社会挑战，欧洲Piezo4Spine项目正投入卓越的科学力量，致力于开发一种前所未有的多因素疗法。该项目汇集了七家欧洲合作伙伴，共同推进一项颠覆性平台构想：通过系统性应对该疾病的复杂性实现神经修复。合作单位包括作为协调方的西班牙国家研究委员会（CSIC，西班牙）、西班牙国家截瘫医院（HNP，西班牙）、意大利理工学院（IIT，意大利）、比利时天主教鲁汶大学（UCL，比利时）、葡萄牙科英布拉大学、德国Black Drop公司以及奥地利工业生物技术中心（ACIB，奥地利）。
从科学角度看，Piezo4Spine聚焦两大核心：首先，机械转导——即生物体将机械力转化为电化学信号的生物学过程——在组织器官功能及疾病中的关键作用，在脊髓损伤研究中从未被探索；其次，纤维胶质瘢痕对神经修复的实际阻碍机制。自2023年1月启动的这项为期四年项目，构想出一种含治疗性纳米载体（尺寸为毫米的百万分之一）的3D生物打印网格，可同时作用于上述两大关键机制。
通过整合科学、技术、临床与产业伙伴的多学科联盟，凭借其跨领域互补性，项目团队旨在通过平衡组合多种靶向治疗干预手段，精准调控脊髓损伤后神经再生涉及的多条细胞通路，从而突破现有技术局限，优化促进功能恢复。
前景光明的进展
Piezo4Spine联盟已成功开发出三种不同类型的载药纳米载体。研究团队还集中力量开发了多种3D网格，用于装载和可控释放这些活性纳米载体。所有材料均通过神经细胞、免疫细胞及瘢痕相关细胞进行了体外评估。项目研究人员同时设计了按需释放载药的活性电极，目前正深入研究几乎完全可生物降解的微电极阵列。
在多种脊髓损伤大鼠模型中，项目还考察了运动训练对神经修复的影响。多个治疗性网格正在这些模型中接受验证，且同时纳入雌雄大鼠以扩大研究发现的普适性。
图3. 项目关键进展图示，包括治疗性纳米载体设计、3D打印支架、体外生物相容性评估及大鼠脊髓损伤实验模型中的再生特性。今年，研究人员报告了重要发现：当3D还原氧化石墨烯（rGO）支架长期植入完全横断大鼠（T9-T10节段）后，展现出显著的神经修复特性。脑干区域电生理记录显示，损伤部位尾端电刺激可激活网状结构核及前庭核内少量神经元。此外，更粗大密集的血管以及更长且均匀分布的轴突证实：这些rGO支架创造了有利微环境，促进了具有运动功能的脑干核神经元轴突的功能性生长。行为测试进一步证明，这些支架在全身机械稳定性（姿势控制）中发挥关键作用。
这些成果为攻克脊髓损伤这一医学难题带来光明前景，并激励后续深入研究。若成功实现，这些从基础科学到技术的革命性突破，不仅将为脊髓损伤开辟全新疗法，还可能惠及众多神经及非神经类疾病。针对脊髓损伤的密集研究有望使截瘫治愈成为现实，而这一未来或许比预期更近！
【全文结束】
