脊髓就像身体神经系统的超级高速公路。部分损伤，就像车道封闭，只有较少的脑信号能够通过，而完全性脊髓损伤则类似于高速公路封闭。没有信号能够越过损伤部位到达另一侧，导致损伤部位以下的身体瘫痪。
今天，还没有方法可以在损伤部位以下恢复运动功能——例如行走能力。然而，发表在《科学》杂志上的一项近期研究表明，即使在小鼠的完全性脊髓损伤后，也可以恢复行走能力。但要将这种疗法用于人类，还需要数年时间。
如何恢复运动功能？
来自多个机构的科学家团队——具体来说，是瑞士联邦理工学院（EPFL）、神经修复研究和治疗中心（NeuroRestore）、生物与神经工程威斯中心（Wyss Center for Bio and Neuroengineering）以及加州大学洛杉矶分校（University of California, Los Angeles）——通过基因疗法恢复了小鼠的行走能力。
他们发现，关键不仅仅是让神经长到损伤处。他们在五年前就实现了这一点。相反，恢复运动功能的关键在于神经重新连接到它们在损伤另一侧的自然位置。当他们最近实现这一点时——用高速公路的比喻来说——他们不仅跨越了鸿沟，还正确地对齐了车道。
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RNA测序与运动功能
为了做到这一点，NeuroRestore 中枢神经系统再生主任 Mark Anderson 和 EPFL 的同事们设计了一个多管齐下的方法。
首先，他们使用单细胞 RNA 测序来识别最有可能再生并恢复运动功能的神经元细胞。然后，他们追踪了这些神经元的连接（称为轴突），以确定它们自然的连接位点。
一旦完成，再生工作就可以开始。Anderson 及其团队重新激活了神经元的再生能力，促使体内某些蛋白质形成一个基质，以支持新细胞在身体组织中生长，并施用其他分子，将再生神经纤维引导至损伤部位病灶下方的自然位置。
他们解释说，这种方法类似于身体的自然修复机制，并导致“在完全性脊髓损伤后行走能力得到显著恢复”。
再生神经细胞的潜在挑战是什么？
Anderson 说：“我们知道这种疗法在小鼠身上是有效的，但我们还不知道它在大型动物身上是否同样有效。”
他说，最大的潜在障碍是，动物越大，再生神经细胞必须“到达大型动物——或人类——脊髓中的相关靶区”的距离就越长。
Anderson 继续说道：“我们正在开发技术和方法来实现这一点……并将这种干预措施扩展到非人类灵长类动物的脊髓损伤模型中。”例如，“跨越更长距离的一种潜在方法是使用生长因子梯度来引导轴突。”该开发阶段可能需要三到五年，之后才能开始人体研究。
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距离人类恢复运动功能还有多久？
涉及小鼠的研究是医学界的标准做法，但小鼠的成功并不一定能转化为人类甚至大型动物的成功。
梅奥诊所的神经学家和神经科学家 Igor Lavrov 说：“与在再生疗法方面取得显著恢复的啮齿动物相比，大型动物在再生疗法方面仅显示出最小的功能恢复（治疗后）。”因此，将小鼠成功的再生疗法转化为人类的多次尝试都失败了。
Lavrov 指出，随着研究扩展到越来越大的动物，科学家们需要微调他们的工作，以根据功能恢复的潜力来确定具体的连接和它们的靶点。
基因疗法能治愈瘫痪吗？
他们还必须确定基因疗法本身是否足以恢复正常的运动功能。目前，在接受 EPFL 团队治疗后恢复运动功能的小鼠，其行走能力与那些有部分损伤的小鼠差不多。
为了应对这一挑战，NeuroRestore 正在开发一种脑脊髓接口和靶向硬膜外脊髓刺激（称为 TESS）。
正如研究作者之一 Gregoire Courtine 在一份新闻稿中所说：“我们相信，治疗脊髓损伤的完整解决方案将需要这两种方法——基因疗法以再生相关的神经纤维，以及脊髓刺激以最大化这些纤维和损伤下方脊髓产生运动的能力。”
研究作者之一 Jordan Squair 补充说，用基因疗法测试这些疗法可能还需要数年时间，但它们有望协同作用。“这些互补技术将把再生的轴突整合到损伤下方的现有脊髓回路中，并可能增强神经功能。”
Anderson 说，这项工作仅侧重于恢复运动功能。恢复感觉涉及另一组轴突。“我们还没有针对这些进行再生。”
Lavrov 说：“这项研究为脊髓再生领域增添了一个重要的组成部分。”事实上，他推测，“确保神经细胞跨越损伤并在最初确定的位置重新建立连接，可能成为未来旨在恢复运动功能的再生研究的要求。”
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