在《细胞干细胞》杂志上发表的一项研究中，由教授领导的研究人员。中国科学院遗传与发育生物学研究所戴建武和赵艳楠研究人员证明了早期发育脊髓细胞外基质(ECM)在促进神经元轴突生长和功能成熟以及提高治疗效果方面的显着作用神经祖细胞(NPC)和脊髓类器官在大鼠脊髓损伤(SCI)中的作用。

对于成年哺乳动物来说，脊髓损伤是毁灭性的打击，因为脊髓组织内存在多种抑制再生的因素，加上神经元再生能力较弱，最终导致损伤后功能丧失。长期以来，科学家们一直试图了解成人脊髓组织再生能力不足的生物学机制。然而，获得满意的修复结果仍然具有挑战性，这使得 SCI 后的神经再生成为一个全球性的难题。

与成人组织相比，胚胎和新生儿脊髓组织在损伤后表现出强大的再生能力。详细分析脊髓不同发育阶段组织微环境的差异是阐明脊髓再生机制的关键。

在这项研究中，研究人员利用多组学分析发现，与成人脊髓相比，胚胎和新生儿脊髓含有较高浓度的神经发育相关 ECM 分子，同时表现出较低水平的抑制性 ECM 分子。他们利用去细胞化技术，从胚胎、新生儿和成人阶段的脊髓中分离出 ECM 成分，有效保留了在这些发育点观察到的独特 ECM 成分。

他们的研究表明，与成人脊髓 ECM 相比，新生儿脊髓 ECM 显着增强了 NPC 的增殖、迁移和神经元分化，并促进了神经元的轴突生长和功能成熟。

具体来说，研究人员利用脊髓 ECM 成功地设计了脊髓类器官，并发现新生儿脊髓 ECM 促进了类器官内的轴突延伸和功能成熟。此外，他们的工作表明，生腱蛋白 (TNC) 和多效素 (PTN) 蛋白是在新生儿脊髓 ECM 支持的类器官内驱动轴突延伸的关键因素。

随后，NPC 和脊髓类器官被整合到脊髓 ECM 中，用于 SCI 修复。结果表明，新生儿ECM削弱了SCI后的抑制性微环境，促进NPCs向宿主脊髓组织的迁移和整合增强。

此外，新生儿脊髓 ECM 促进了移植后类器官的延长存活和功能成熟，从而增强了宿主环境中类器官和再生神经纤维之间的整合，从而提高了神经信号传导的效率。

这项研究强调了早期发育脊髓 ECM 在协调脊髓再生过程中的关键影响。通过阐明这些机制，该研究为在 SCI 修复策略中利用早期发育脊髓 ECM 提供了概念框架和技术基础。