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用凝膠處理過的小鼠部分脊髓，其中紅色部分為再生的神經(jīng)纖維。圖片來源：Samuel I. Stupp

如何讓癱瘓小鼠恢復(fù)行動能力？也許只需一針注射劑。美國西北大學(xué)教授Samuel Stupp和同事創(chuàng)造了一種模仿細(xì)胞周圍基質(zhì)的自組裝凝膠，將其注射在癱瘓小鼠脊髓損傷部位，4周后，小鼠便能夠再次行走。

Stupp等人在近日發(fā)表于《科學(xué)》的論文中指出，他們創(chuàng)造的這種由蛋白質(zhì)單元構(gòu)成的單體材料，可在水中自組裝成長鏈（即超分子纖維），被注射到后腿癱瘓的小鼠脊髓中后，這些纖維會在損傷部位形成凝膠，提供有助于細(xì)胞生長的支架，并產(chǎn)生刺激神經(jīng)再生的信號。

研究人員在76只小鼠受到損傷的1天后，給這些癱瘓小鼠注射了凝膠或鹽溶液制成的安慰劑。他們發(fā)現(xiàn)，凝膠能使癱瘓小鼠在注射后4周內(nèi)行走，而使用安慰劑的小鼠則不能恢復(fù)行走能力。

進(jìn)一步的研究發(fā)現(xiàn)，這種凝膠有助于神經(jīng)元的再生，并減少損傷部位瘢痕組織（通常會對再生產(chǎn)生障礙）的數(shù)量。此外，這種凝膠還能促進(jìn)血管生長。

研究人員用兩種方法評估了小鼠行走能力。首先，針對治療后小鼠的腳踝運(yùn)動能力、身體穩(wěn)定性等要素，研究人員進(jìn)行了評定，發(fā)現(xiàn)凝膠治療小鼠得分是安慰劑治療小鼠得分的3倍。

其次，通過將小鼠后腿浸在有色染料中，并使其穿過鋪有白紙的狹窄跑道，研究小組評估了小鼠的行走能力。測試結(jié)果表明，凝膠治療增加了小鼠步幅的寬度和長度。

Stupp解釋道，這種凝膠的再生效應(yīng)通過短氨基酸序列附著在單體蛋白質(zhì)末端得以實(shí)現(xiàn)。這些序列產(chǎn)生再生信號，并由脊髓細(xì)胞表面的受體接收。

通過改變這些蛋白質(zhì)單體的非信號部分，研究小組發(fā)現(xiàn)，提高分子進(jìn)出較大纖維結(jié)構(gòu)的能力可使信號與細(xì)胞上更多的受體結(jié)合，從而促進(jìn)癱瘓小鼠恢復(fù)。這種讓分子“舞動”的方法可逆轉(zhuǎn)癱瘓并修復(fù)嚴(yán)重脊髓損傷后的組織。

治療完成后，注射劑在12周內(nèi)即可生物降解為細(xì)胞營養(yǎng)物質(zhì)，然后完全從體內(nèi)消失，無明顯副作用。這是研究人員首次通過改變化學(xué)結(jié)構(gòu)以控制分子的集體運(yùn)動，從而提高治療效果。

（徐銳）

相關(guān)論文信息：

https://doi.org/10.1126/science.abh3602