脊髓损伤是一种严重危害的中枢神经系统创伤性疾病，可直接引起脊髓组织损毁，导致其运动、感觉和自主神经功能丧失，往往严重致残，甚至引起死亡，不仅消耗巨大的医疗资源，也给个人、家庭和社会带来沉重的经济负担。然而，脊髓损伤病理生理机制复杂，目前临床上尚无有效的治疗方法。因此，亟待寻求有效的治疗措施。
针对脊髓损伤的临床治疗困境，“器官损伤衰老与再生医学”湖南省重点实验室、湖南省运动与健康工程研究中心脊柱外科、国家老年疾病临床医学研究中心老年综合评估与医养结合研究所胡建中教授、中南大学湘雅医院运动医学科吕红斌教授课题组，深入探索了脊髓损伤后脊髓神经修复再生的内在机制，研发了多种脊髓损伤的潜在治疗手段。课题组于2023年上半年，在国际权威期刊连续发表5篇关于脊髓损伤研究的原创性论著，并获5项国家发明专利授权，所有论文的第一作者兼通讯作者单位均为中南大学湘雅医院。团队在脊髓损伤修复与再生研究领域持续发力，成果丰富，不断有新的发现和发明。
揭示脊髓损伤血管免疫沟通的新机制，促进损伤脊髓修复与再生
6月15日，《Journal of Nanobiotechnology》（中科院1区，IF=10.2）在线发表了题为“UTX deletion promotes M2 macrophage polarization by epigenetically regulating endothelial cell-macrophage crosstalk after spinal cord injury”的原创性论文。彭伟、谢勇博士为第一作者，胡建中、吕红斌教授为通讯作者。
该研究发现并证实，脊髓损伤后，条件性敲除血管内皮细胞中的UTX，可以促使巨噬细胞向M2亚型转变，从而加速脊髓损伤修复。进一步的研究显示，其作用是通过分泌细胞外囊泡介导的内皮细胞-巨噬细胞间沟通，这些UTX缺失的血管内皮细胞所分泌的外泌体会携带miR-467b-3p转移到巨噬细胞，进而通过抑制PTEN的表达来激活PI3K/AKT/mTOR信号通路，从而推动巨噬细胞向M2型转变。总之，该项研究揭示了内皮细胞-巨噬细胞之间沟通的表观遗传调控机制，并识别了潜在的治疗靶点，这可能为损伤的脊髓再生修复提供新的策略。
（原文链接：https://doi.org/10.1186/s12951-023-01986-0）
开发具备生物活性的外泌体，多途径促进脊髓损伤再生修复
脊髓损伤后，损伤区域微环境对于神经血管单元的重塑起到了极为关键的作用。免疫细胞作为微环境中的重要组分，在其中发挥着重要的生物学作用，特别是如何有效地改善炎症微环境，如巨噬细胞的表型与功能，成为当前研究的焦点。课题组在前期研究基础上，成功分离培养出骨髓源性的内皮祖细胞，并提取纯化其外泌体。进一步研究这些外泌体在脊髓损伤中的作用机制，发现这些内皮祖细胞来源的外泌体可以携带miR-222-3p转移到损伤区的巨噬细胞，通过激活SOCS3/JAK2/STAT3信号通路，促使巨噬细胞转变为抗炎表型，从而改善脊髓损伤后的神经功能。这一重要研究成果于6月30日以“Endothelial progenitor cells-derived exosomes promote anti-inflammatory macrophages via SOCS3/JAK2/STAT3 axis and improve the outcome of spinal cord injury”为题，发表在神经科学领域的国际权威期刊《Journal of Neuroinflammation》（中科院1区，IF=9.3）。硕士生袁飞飞为第一作者，胡建中教授为第一通讯作者。
（原文链接：https://doi.org/10.1186/s12974-023-02833-7）
临床上，脑脊液衍生的细胞外囊泡可以作为中枢神经系统疾病的诊断和预后指标，但其对脊髓损伤后的神经功能影响研究尚属空白。团队研究人员从巴马猪脑脊液中成功分离了细胞外囊泡，并证实其可通过激活PI3K/AKT通路来增强血管再生，从而改善脊髓损伤后的运动功能恢复，这为治疗脊髓损伤提供了一种潜在的治疗手段。相关成果于2023年3月以题为“Cerebrospinal fluid-derived extracellular vesicles after spinal cord injury promote vascular regeneration via PI3K/AKT signaling pathway”发表在《Journal of Orthopaedic Translation》（中科院2区，IF=6.6）上。李成军博士为该论文第一作者，胡建中教授、段春岳副教授、曹勇副研究员为通讯作者。
（原文链接：https://doi.org/10.1016/j.jot.2023.02.001）
基于同步辐射及多组学技术，开发新的脊髓损伤诊疗评估体系
6月2日，胡建中教授团队以在《Analytica Chimica Acta》（中科院1区，IF=6.2）上发表了题为“Quantitative biochemical phenotypic heterogeneity of macrophages after myelin debris phagocytosis at a single cell level by synchrotron radiation fourier transform infrared microspectroscopy”的原创性研究成果。盛小龙博士生为第一作者，胡建中教授、段春岳副教授为共同通讯作者。研究表明同步辐射傅里叶变换红外（SR-FTIR）作为一种无损、高分辨率、无需标记和非侵入性的显微成像技术，可以精确探测生化物质信息及其空间分布特征，同时能展示组织细胞内代谢物（组）特征。SR-FTIR光谱的多样性可以反映细胞群体中微小的生化变化和细胞间生化异质性。基于巨噬细胞吞噬髓磷脂碎片的细胞模型，可在单细胞水平上区分巨噬细胞吞噬髓磷脂碎片后的生化表型异质性。因此，SR-FTIR光谱扫描作为一种强大的生化鉴定工具，可用于探索生化表型异质性转化，为研究与细胞物质分布和代谢相关的细胞功能提供重要的评估方法。该研究为进一步深入研究脊髓损伤开拓了新的途径和方法，并可以应用到其他研究领域。
（原文链接：https://doi.org/10.1016/j.aca.2023.341434）
创伤性脊髓损伤后，脊髓实质性出血也是其显著的病理特征，可导致大量红细胞在病变中心堆积，死亡的红细胞释放含铁血黄素，进而引发铁的过度沉积。这种沉积加剧了炎症反应，使脊髓损伤的修复变得更为困难。团队采用同步辐射微X射线荧光光谱（SR-μXRF）技术，研究损伤微环境中铁的沉积情况。并通过收集、分析多个转录组数据鉴定了与铁死亡相关的差异表达基因，发现铁死亡相关基因CTSB高表达于巨噬细胞，且广泛分布于损伤中心。更为重要的是，他们发现CTSB的小分子抑制剂CA-074-me能够有效地减少巨噬细胞中的脂质过氧化和线粒体功能障碍。从而作为一种针对脊髓损伤后巨噬细胞铁死亡的治疗策略，改善小鼠脊髓损伤后神经功能恢复。这一原创性研究成果于6月8日以题为“Identification of Cathepsin B as a Therapeutic Target for Ferroptosis of Macrophage after Spinal Cord Injury”发表在著名医学杂志《Aging and disease》（中科院一区，IF=7.4）上。徐嘉琪和丁颖鹤博士生为共同第一作者，胡建中教授、段春岳副教授和姜力元医师为共同通讯作者。
（原文链接：https://doi.org/10.14336/ad.2023.0509）
专注成果转化，致力于脊髓损伤治疗新技术的开发
值得一提的是，胡建中教授团队长期专注于“脊髓损伤修复机制及再生策略”的研究，在促进脊髓损伤后的血管和神经再生修复领域研发了多项具备临床转化价值的原创性治疗技术，并于2023年上半年获得了5项国家发明专利的授权。
该系列研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金重点项目、面上项目、国家“863”项目等多项国家及省部级项目的资助。未来，胡建中教授团队将继续深入探索脊髓损伤后脊髓神经的再生和修复机制，为脊髓损伤的研究贡献力量。
【论文链接】
https://doi.org/10.1186/s12951-023-01986-0
https://doi.org/10.1186/s12974-023-02833-7
https://doi.org/10.14336/ad.2023.0509
https://doi.org/10.1016/j.aca.2023.341434
https://doi.org/10.1016/j.jot.2023.02.001
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