2021年3月23日，华中科技大学同济医学院附属同济医院康复医学科陈红教授课题组在上发表文章 《人脊髓GABA神经元减轻脊髓损伤大鼠的痉挛并改善其运动功能障碍》，通过人多能干细胞体外分化成为脊髓dI4区γ-氨基丁酸神经元（简称GABA），移植后可以整合到大鼠局部运动神经环路中，建立有效的功能突触连接，改善脊髓损伤引起的痉挛及运动功能障碍。Cell Reports 为Cell 子刊，2020年影响因子：8.109 JCR分区：Q1

脊髓损伤 (Spinal cord injury, SCI) 是一种严重的中枢神经系统损伤，可导致完全性／不完全性四肢瘫、截瘫。发病率高，据不完全统计，全球每年有25万~50万人遭受脊髓损伤。我国脊髓损伤的发生率为60/100万，每年大约新增1.7万例。致残率高，据2016年统计，中国有8500万残疾人，其中脊髓损伤患者约530万人。SCI不仅给患者带来严重的身心创伤，更是对家庭及社会造成沉重的经济负担。目前除手术治疗和康复治疗外，尚无有效修复受损脊髓的方案。痉挛是脊髓损伤后常见并发症，使运动功能障碍持续存在。据统计，70%的脊髓损伤患者都会出现痉挛[1]，痉挛的发生机制较为复杂，但最终所有通路都投射至脊髓运动神经元。而目前尚无修复运动神经环路来有效缓解痉挛的疗法。

人多能干细胞（hPSC），包括人胚胎干细胞（hESC）和人多能诱导干细胞（hiPSC），提供了研究早期神经发育，模拟病理过程以及开发治疗方法的模型[2]。hPSC具有无限增殖及多向分化潜能，能在体外定向诱导为神经系统的各种神经细胞，在再生医学的移植治疗领域具有广阔的应用前景。在脊髓损伤的治疗中，我们可以通过细胞移植，补充坏死的神经细胞，促进轴突再生及髓鞘形成，建立有效的功能突触，恢复电信号传导功能是脊髓损伤后治疗的主要策略，然而关于何种细胞适合治疗脊髓损伤后痉挛尚未获得有效验证。

研究首次用人多能干细胞获得高纯度人脊髓DI4的GABA神经元，提出此类神经元可以通过修复运动神经元环路缓解痉挛的潜在创新方案。设计了一种新的细胞分化方法，通过使用化学遗传修饰技术 KORD（k-opioid receptor DREADD）表达hm3Dq修饰hPSC，体外定向诱导为神经上皮细胞，最终将神经上皮细胞分化为脊髓dI4区GABA能中间神经元。通过化合物氯氮平-N-氧化物（Clozapine-N-oxide，CNO）激活神经元活动，调控GABA能中间神经元在脊髓损伤引起的痉挛中的作用。使用hPSC分化产生的脊髓dI4神经前体细胞，移植到受伤的大鼠脊髓中后，移植后发现与大鼠脊髓运动神经元形成功能性突触连接，当移植的神经元被激活时，可以减轻脊髓损伤引起的痉挛以及运动功能障碍。

总的来说，我们利用人来源的细胞定向分化为脊髓特定区域功能的中间神经元，研究了干细胞移植对脊髓损伤后运动神经元环路重建及痉挛的改善等行为表现，显示了人脊髓dI4区GABA神经元对SCI引起的痉挛的治疗前景，为今后的临床研究提供更有效的理论依据和潜在临床应用价值。

参考文献：

[1] Holtz K A, Lipson R, Noonan V K, et al. Prevalence and Effect of Problematic Spasticity After Traumatic Spinal Cord Injury [J]. Arch Phys Med Rehabil, 2017, 98(6): 1132-1138. [2] Zhang Y, Pak C, Han Y, et al. Rapid single-step induction of functional neurons from human pluripotent stem cells [J]. Neuron, 2013, 78(5): 785-798.