脊髓损伤后，通过神经前体细胞（NPCs）移植重建局部神经回路、为轴突生长提供支架以及营养支撑，从而促进损伤修复，是目前有望治疗脊髓损伤的方法之一。很多研究已经证明了诱导多能干细胞（iPSCs）分化形成的NPCs在治疗脊髓损伤修复中的有效性，其临床实验也将在未来几年内开展。但是，近期研究表明，NPCs的区域特异性是影响脊髓损伤后的组织再生及功能恢复的重要因素：胎儿脊髓来源的NPCs较其它组织来源的NPCs更有利于脊髓损伤修复。而对于何种iPSCs来源的NPCs更适合脊髓损伤修复，目前尚不清楚。由于iPSCs来源的NPCs与胎儿来源的NPCs具有不同的分化能力、基因表达模式以及表观遗传状态，因此，研究区域特异性对iPSCs来源的NPCs在脊髓损伤修复中的作用至关重要。近日，日本庆应大学医学院的MasayaNakamura和KeitaKajikawa教授团队对该问题进行了探讨。他们通过调节iPSCs形成NPCs过程中的Wnt和RA信号通路，诱导产生了Wnt信号通路被抑制的前脑特异性的NPCs（(FB)-type）以及Wnt/RA信号通路被激活的脊髓特异性NPCs（(SC)-type）。两种NPCs分别表达前脑特异性标志物FOXG1、EMX1和脊髓特异性标志物HOXB4、HOXC4，且区域特异性对两种细胞的活性、增殖、分化能力不产生影响。研究人员利用小鼠脊髓挫伤模型，分别将两种细胞在损伤后9天注射于损伤部位，观察它们对脊髓损伤修复的作用。图两种细胞的处理过程及所处发育位置示意图研究结果表明，细胞注射9周后，两种细胞能够很好的保持其区域特异性且主要分化为神经元、少量分化为星形胶质细胞及少突胶质细胞。但是，BDA示踪及免疫电镜结果表明，(SC)-typeNPCs形成的神经元可以与宿主小鼠的皮质脊髓束（CST）形成连接，且有突触结构形成，而(FB)-typeNPCs形成的神经元与皮质脊髓束之间未形成连接。运动功能评分结果进一步证明了(SC)-typeNPCs在脊髓损伤修复中的优势：与(FB)-typeNPCs表现不同，(SC)-typeNPCs可以促进小鼠运动功能的恢复，且该促进作用与细胞在体内所占体积呈正相关，而与损伤区域大小呈负相关。这可能是由于(FB)-typeNPCs在脊髓中分化及连接效率低、而(SC)-typeNPCs除主要分化为神经元外，能够更多的分化为胶质细胞并能够与宿主神经之间形成连接相关。
该成果已于近日发表于MolecularBrain杂志上。这一研究结果表明，iPSC来源的NPCs在移植后可以保持其区域特异性，而具有脊髓同一性的iPSCs来源的NPCs更有利于脊髓损伤修复，说明区域特异性对iPSC来源的NPCs在脊髓损伤修复中的作用至关重要。
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编辑：李佳音
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