来自中国四川大学华西医院康复科魏全教授团队最新研究发现，骨髓间充质干细胞联合运动训练可以有效促进脊髓损伤后的运动功能恢复，该研究以脊髓挫伤小鼠为模型，在干细胞移植结合运动训练促进脊髓组织修复和行为学功能恢复方面取得新进展。
现代医学的进步，提高了脊髓损伤患者的生存率，但其损伤后造成的神经功能障碍严重影响患者的生活质量，如常见的运动、感觉及膀胱功能障碍，目前尚无有效的治疗手段。以骨髓间充质干细胞为代表的细胞移植为脊髓损伤的治疗带来了希望，然而，移植的干细胞能否与宿主神经系统整合，促进功能通路的重建仍然备受质疑，因此阻碍了其临床转化应用。在以往研究中，神经可塑性具有活动依赖型的特点，运动训练可以引起突触活动水平上升促进神经通路的重塑，从而促进神经环路的重建。该研究将两种治疗方式结合起来，创造了一种有利于损伤神经元存活的微环境及促进形成新的功能连接。
此次他们的研究结果显示，骨髓间充质干细胞联合运动训练可以激活PI3K/AKT/mTOR通路，从而促进小鼠脊髓损伤后的功能恢复。首先，他们发现联合治疗组的运动功能改善和脊髓组织修复优于单一治疗组。接下来，他们证实骨髓间充质干细胞联合运动训练可以促进神经保护，减轻神经元损伤；还可以有效增强突触可塑性。最后，他们发现联合治疗组显著上调了PI3K/AKT/mTOR通路，且抑制该通路后神经元损伤加重。该研究成果为脊髓损伤后的治疗提供了新的思路。
该研究发表在《中国神经再生研究（英文版）》杂志2023年5期。
文章摘要： 骨髓间充质干细胞移植和运动联合干预在促进损伤脊髓功能方面已显示出了效果，但作用机制仍值得进一步探讨。为此，实验建立了一个胸段脊髓挫伤小鼠模型，分析骨髓间质干细胞（BMMSCs）移植联合运动训练促进功能恢复的作用机制。应用Basso小鼠量表（BMS）、水平楼梯实验和足迹分析评估小鼠运动功能。8周运动训练后进行了磁共振成像、组织学检查、透射电子显微镜观察、免疫荧光染色和Western blotting，以进一步探索协同修复效应的潜在机制。与单纯BMMSCs移植或运动相比，BMMSCs移植联合运动对SCI小鼠运动功能显示出最佳的恢复效果。进一步研究发现，BMMSCs移植联合运动明显减少了纤维化的瘢痕组织，促进了神经生长因子的分泌，保护了神经元、轴突和髓鞘。此外，BMMSCs移植和运动对SCI恢复的协同作用是通过PI3K/AKT/mTOR通路实现的。另外，PC12细胞系和初级皮质神经元培养的实验证据也证明，阻断PI3K/AKT/mTOR通路会加重神经元的损伤。因此，BMMSCs移植联合运动训练可以通过激活PI3K/AKT/mTOR通路有效促进SCI后运动功能的恢复。
文章来源： Sun X, Huang LY, Pan HX, Li LJ, Wang L, Pei GQ, Wang Y, Zhang Q, Cheng HX, He CQ, Wei Q (2023) Bone marrow mesenchymal stem cells and exercise restore motor function following spinal cord injury by activating PI3K/AKT/mTOR pathway. Neural Regen Res 18(5):1067-1075.