科研进展简报

华中科技大学武汉光电国家研究中心朱䒟教授课题组发现一种有效干预治疗脊髓损伤的药物

来源:武汉光电国家研究中心    作者:    发布时间:2018年08月26日

        脊髓损伤会导致神经元与轴突坏死,进而引起感觉与运动功能障碍,甚至瘫痪,但现有治疗效果却不尽人意,严重影响患者的生活质量。

        近日,华中科技大学武汉光电国家研究中心朱䒟教授课题组首次成功将氟芬那酸应用于脊髓损伤修复治疗的研究,并证实其具有减少脊髓损伤后出血、保护血脑脊髓液屏障、修复损伤脊髓并增强损伤后功能恢复的作用。成果《Flufenamicacidinhibits secondary hemorrhage andBSCB disruption after spinal cord injury》于近日在国际期刊《Theranostics》上在线发表。

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        通常情况下,脊髓损伤后1天内常会伴有大量出血,而出血又会产生大量毒性物质进而诱导炎症、脂质过氧化、神经兴奋毒性物质谷氨酸盐的释放、以及稳态微环境的破坏。脊髓损伤后不仅伴随毛细血管的破裂,还有血脑脊髓液屏障的破坏,大量由出血诱导的毒性物质和炎性介质透过血脑脊髓液屏障浸入损伤区[1,2],进一步加剧损伤程度。而瞬时受体电位离子通路4(Trpm4)的激活是触发脊髓损伤后出血的决定性因素[3,4]。

        氟芬那酸作为一种传统抗炎镇痛药应用于临床已经超过50年。有研究人员通过体外细胞实验证明氟芬那酸对Trpm4特异性敏感并能阻断Trpm4离子通路。朱䒟教授课题组推测氟芬那酸有望作为一种潜在的药物,能抑制脊髓损伤出血、进而促进运动功能修复。为验证这一推测,作者建立小鼠脊髓撞击损伤模型,并在损伤后1小时腹腔注射氟芬那酸给予治疗。然后在损伤及治疗后不同时间点分别对小鼠进行运动功能评分以及组织形态学评估。证明氟芬那酸能够修复损伤脊髓,并能显著提高小鼠运动功能;并就氟芬那酸修复损伤脊髓的可能机制进行探讨,指出氟芬那酸减少继发性损伤提高脊髓损伤后功能性恢复的主要原因如下:阻断Trpm4离子通道减少了继发性出血,进而降低出血后产生的毒性物质以及诱发的免疫炎症反应,从而削减对残存组织的伤害;通过抑制损伤后上调的MMP-2和MMP-9活性及表达来保护血脑脊髓液屏障,进而降低神经毒性物质和炎症介质透过血脑脊髓液屏障破坏损伤组织;通过阻断Trpm4离子通道来促进损伤区附近血管新生,新生的血管可以为损伤组织提供氧和营养支撑,进而促进组织修复和功能重塑。该研究为脊髓损伤的修复治疗提供了一种新的策略,也进一步拓展了氟芬那酸在临床上的用途。

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        该研究得到国家自然科学基金委创新研究群体(No. 61721092)、国家自然科学基金(No.31571002,81701354, 81471271,81572204)、中央高校基本科研业务费(No.2018KFYXKJC026)及武汉光电国家研究中心主任基金的资助。博士生姚应涛同学为论文第一作者,其导师朱䒟教授为论文通讯作者;华中科技大学附属协和医院吴永超教授作为本文的共同通讯作者,主要指导脊髓损伤动物模型的建立。

        参考文献:

        [1]  Abbott N J, Rönnbäck L, Hansson E.Astrocyte–endothelial interactions at the blood–brain barrier. Nature ReviewsNeuroscience, 2006, 7(1): 41.

        [2]Bartanusz V, Jezova D, Alajajian B, et al. The blood–spinal cord barrier: morphologyand clinical implications. Annals of Neurology, 2011, 70(2): 194-206.

        [3]   Simard J M, Tsymbalyuk O, Ivanov A, et al.Endothelial sulfonylurea receptor 1-regulated NC Ca-ATP channels mediateprogressive hemorrhagic necrosis following spinal cord injury. Journal ofClinical Investigation, 2007, 117(8): 2105-2113.

        [4]  Gerzanich V, Woo S K, Vennekens R, et al. Denovo expression of Trpm4 initiates secondary hemorrhage in spinal cord injury. NatureMedicine, 2009, 15(2): 185-191.

         原文链接:

        http://www.thno.org/v08p4181.htm