脊髓损伤（SCI）后，神经元肿胀是一个常见的病理现象，这种肿胀与神经元存活率下降有关，进而影响患者的运动功能恢复。了解SCI后神经元肿胀的动态变化及其与恢复的关系，对于开发有效的治疗策略至关重要。

 

#### 研究发现

 

近日，得克萨斯大学加尔维斯顿医学分部的Bo Chen研究团队在《科学转化医学》（Sci Transl Med）上发表了一篇题为“Reduction of prolonged excitatory neuron swelling after spinal cord injury improves locomotor recovery in mice”的研究论文，揭示了SCI后神经元肿胀的时空模式，并提出了布美他尼作为潜在治疗药物的可能性。

 

##### 脊髓水肿的时空模式

 

研究团队首先评估了三种SCI模型在损伤后不同时间段内的脊髓水肿进展。结果显示，在急性期（损伤后2天内），所有模型的损伤中心区域水含量显著增加，到亚急性期（损伤后14天），水含量逐渐恢复至接近未损伤水平，并持续至35天。这表明，脊髓水肿主要发生在急性期，并在亚急性期逐渐减轻。

 

##### 神经元肿胀的可视化与量化

 

为了更好地理解SCI后神经元肿胀的情况，研究团队开发了一种基于机器学习的三维图像分析流程，成功可视化了脊髓中的兴奋性和抑制性神经元，并分析了它们的体积和空间分布。通过EGFP标记的核糖体亚单位，研究人员识别出约37,304个兴奋性神经元和32,456个抑制性神经元，发现神经元体积分布偏向较小细胞，兴奋性和抑制性神经元的中位体积分别为1475 μm³和1756 μm³。

 

##### 神经元肿胀的时间模式

 

研究发现，SCI后2天内，兴奋性Vglut2神经元体积显著增大，14天时背部区域的肿胀减轻，35天后神经元体积分布恢复至接近未损伤状态。而抑制性Vgat神经元在损伤后2天内体积显著增大，但在14天和35天时恢复至未损伤水平。这表明SCI后抑制性和兴奋性神经元的肿胀模式存在显著差异。

 

##### 神经元存活率与肿胀的关系

 

研究显示，SCI导致的兴奋性和抑制性神经元肿胀与其存活率密切相关。2天时，兴奋性Vglut2神经元的存活率为69.2%，抑制性Vgat神经元为66.1%。到14天，存活率进一步下降，兴奋性神经元为60.6%，抑制性神经元为58.5%。在35天时，兴奋性神经元的存活率显著降低至42.3%，而抑制性神经元数量相对稳定。

 

##### 布美他尼的作用机制

 

研究还探讨了NKCC1抑制剂布美他尼对SCI后神经元肿胀的影响。实验表明，在SCI后的急性期，布美他尼显著减少了兴奋性Vglut2神经元的肿胀，并增加了存活神经元的数量。延迟至损伤后14至35天施用布美他尼，尽管减少了大体积（G3）神经元的肿胀，但未显著影响总体神经元体积。

 

#### 运动功能恢复

 

研究显示，立即进行布美他尼治疗的小鼠，其Basso小鼠评分（BMS）和步态分析显示出显著改善，步态和步幅均有所提升。尽管延迟开始的布美他尼治疗未提高步态表现，但显著增加了神经元的存活率，表明脊髓损伤后的治疗窗口可能具有灵活性。

 

#### 结论

 

这项研究揭示了SCI后兴奋性和抑制性神经元的肿胀与减少具有不同时间模式，并发现布美他尼作为NKCC1抑制剂能够减轻兴奋性神经元的肿胀，降低其损失，显著改善运动功能恢复，效果持续至少4周。这为理解脊髓损伤的病理机制及提供潜在治疗方案奠定了基础。