脊髓损伤是最令人虚弱的损伤之一，会导致行走困难或四肢完全瘫痪。在一项新的突破性研究中，美国西北大学的研究人员开发了一种含有“跳舞分子”的凝胶，使瘫痪的小鼠在注射一次后的四周内能够再次行走。
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脊柱中的神经元在大脑和肌肉之间传递信号，因此这些神经元的损坏甚至会使简单的运动变得困难或不可能。更糟糕的是，中枢神经系统的自我修复能力非常有限，这意味着瘫痪往往是永久性的。
这项新研究报告了一种突破性的疗法，该团队说，它能够从五个主要方面修复损害。它使轴突再生，大大减少了疤痕组织的形成，补充了轴突周围的绝缘髓鞘层，增加了血管的生产，并增加了受伤后幸存的运动神经元的数量。
在对小鼠的测试中，结果是非常有希望的。治疗方法是一次性注射含有两种改良肽的液体，仅仅四个星期后，瘫痪的小鼠就能够再次行走。
该团队说，这种治疗方法之所以有效，是因为这些肽触发了有助于修复脊髓的级联信号。一种肽触发了再生轴突的信号，而第二种肽减少了疤痕并促进了血管和髓鞘的再生。注射后，液体凝结成一个纳米纤维结构，模仿脊髓周围的细胞外基质。这使得肽能够坚持更长的时间来发挥它们的作用，在大约12周后凝胶会被生物降解。
该研究的第一作者Zaida Álvarez说：“研究中使用的信号模仿了诱发所需生物反应的天然蛋白质。然而，蛋白质的半衰期极短，而且生产成本很高。我们的合成信号是短的、经过修饰的肽，当成千上万的肽结合在一起时，将存活数周以提供生物活性。最终的结果是一种生产成本更低、持续时间更长的疗法。”
但该团队说，关键的突破是，凝胶基质允许分子四处移动，以找到细胞中的正确受体。耐人寻味的是，该疗法在接受有更多移动分子的治疗的小鼠身上显示出更大的疗效。在培养的人类细胞中也看到了类似的结果。
该研究的主要作者Samuel Stupp说：“神经元和其他细胞中的受体不断移动。我们研究的关键创新是控制我们纳米纤维内超过10万个分子的集体运动，这在以前是没有的。通过使分子移动，‘跳舞’，甚至暂时跃出这些被称为超分子聚合物的结构，它们能够更有效地与受体连接。”
该团队表示，该疗法最初可用于预防重大创伤后的病人瘫痪，如跌倒、运动伤害或交通事故。它也可以应用于一系列其他疾病。
Stupp表示：“我们在受伤的脊髓中成功再生的中枢神经系统组织与受中风和神经退行性疾病影响的大脑中的组织相似，如ALS、帕金森病和阿尔茨海默病。除此之外，我们关于控制分子集合体的运动以增强细胞信号的基本发现可以普遍应用于各种生物医学目标。”
研究人员说，他们已经在计划将这种新的治疗方法提交给美国食品和药物管理局（FDA），以开始批准人类使用的过程。
该研究发表在《科学》杂志上