摘要：本研究首次系統(tǒng)性揭示了脊髓損傷（SCI）后誘發(fā)自主神經(jīng)反射異常（AD）的完整神經(jīng)元回路機制。
本研究首次系統(tǒng)性揭示了脊髓損傷（SCI）后誘發(fā)自主神經(jīng)反射異常（AD）的完整神經(jīng)元回路機制，發(fā)現(xiàn)Vsx2ON神經(jīng)元群在胸腰段脊髓中的核心樞紐作用。通過硬膜外電刺激（EES）靶向血流動力學熱點可重構(gòu)競爭性神經(jīng)回路，顯著逆轉(zhuǎn)小鼠、大鼠及人類AD癥狀。該發(fā)現(xiàn)為開發(fā)基于神經(jīng)回路的精準治療方案提供了理論依據(jù)。
自主神經(jīng)反射異常（Autonomic Dysreflexia, AD）作為脊髓損傷（Spinal Cord Injury, SCI）后危及生命的嚴重并發(fā)癥，其特征為突發(fā)性高血壓發(fā)作，顯著增加心腦血管事件風險。本研究通過整合多尺度實驗技術(shù)，系統(tǒng)闡明了SCI后誘發(fā)AD的神經(jīng)元架構(gòu)機制，并開發(fā)出針對性的神經(jīng)調(diào)控治療策略。
圖1 自主神經(jīng)反射異常背后的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)
空間組織特征
通過小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸直腸擴張（Colorectal Distension）可誘發(fā)穩(wěn)定重復的AD表型。全脊髓澄清技術(shù)與Fos蛋白標記顯示，AD激活神經(jīng)元主要富集于兩個關(guān)鍵區(qū)域：接收腸道感覺傳入的腰骶段脊髓，以及調(diào)控血管運動的胸段"血流動力學熱點"區(qū)域。單核RNA測序（snRNA-seq）進一步揭示Vsx2ON興奮性神經(jīng)元在AD過程中呈現(xiàn)最顯著的轉(zhuǎn)錄響應。
神經(jīng)元架構(gòu)解析
研究通過病毒追蹤與功能驗證手段，逐步重構(gòu)出四級神經(jīng)元回路：
1.背根神經(jīng)節(jié)CalcaON傷害性神經(jīng)元在SCI后形成異常投射至腰骶段脊髓
2.腰骶段SCLUMBAR::Vsx2投射神經(jīng)元向胸段延伸異常軸突
3.胸段SCTHORACIC::Vsx2局部環(huán)路神經(jīng)元接收異常傳入
4.膽堿能交感節(jié)前神經(jīng)元（ChATON）最終介導血管收縮
化學遺傳學抑制任一節(jié)點均能有效阻斷AD發(fā)作，而光遺傳學激活則可直接誘發(fā)高血壓反應。
競爭性神經(jīng)回路機制
研究發(fā)現(xiàn)硬膜外電刺激（Epidural Electrical Stimulation, EES）通過激活大直徑傳入纖維（PVON神經(jīng)元）投射至SCTHORACIC::Vsx2神經(jīng)元，形成與AD回路競爭性激活的良性調(diào)控通路。單神經(jīng)元記錄證實同一Vsx2ON神經(jīng)元可被AD刺激和EES共同調(diào)制。
圖2 自主神經(jīng)反射異?？捎|發(fā)腰骶段及下胸段脊髓的轉(zhuǎn)錄活動
神經(jīng)康復干預
每日EES靶向治療（自主神經(jīng)康復）通過強化PVON-Vsx2ON突觸連接，同時削弱異常CalcaON-Vsx2ON投射，實現(xiàn)AD癥狀的長期逆轉(zhuǎn)。值得注意的是，錯誤靶向腰骶段的EES反而會加劇AD表型，凸顯靶點選擇的重要性。
臨床轉(zhuǎn)化價值
對1,733例SCI患者的調(diào)研顯示，82%四肢癱患者存在AD癥狀，其中僅30%接受治療且98%仍持續(xù)發(fā)作。初步臨床試驗證實，長期EES治療可顯著改善頭痛、心悸等血管性癥狀，為開發(fā)基于機制的精準醫(yī)療設(shè)備奠定了堅實基礎(chǔ)。
該研究不僅揭示了SCI后自主神經(jīng)功能障礙的神經(jīng)機制，更提供了通過神經(jīng)調(diào)控技術(shù)重構(gòu)競爭性神經(jīng)回路的治療范式，為改善脊髓損傷患者生活質(zhì)量提供了新途徑。
參考資料
[1] A neuronal architecture underlying autonomic dysreflexia
摘要：本研究首次系統(tǒng)性揭示了脊髓損傷（SCI）后誘發(fā)自主神經(jīng)反射異常（AD）的完整神經(jīng)元回路機制。
本研究首次系統(tǒng)性揭示了脊髓損傷（SCI）后誘發(fā)自主神經(jīng)反射異常（AD）的完整神經(jīng)元回路機制，發(fā)現(xiàn)Vsx2ON神經(jīng)元群在胸腰段脊髓中的核心樞紐作用。通過硬膜外電刺激（EES）靶向血流動力學熱點可重構(gòu)競爭性神經(jīng)回路，顯著逆轉(zhuǎn)小鼠、大鼠及人類AD癥狀。該發(fā)現(xiàn)為開發(fā)基于神經(jīng)回路的精準治療方案提供了理論依據(jù)。
自主神經(jīng)反射異常（Autonomic Dysreflexia, AD）作為脊髓損傷（Spinal Cord Injury, SCI）后危及生命的嚴重并發(fā)癥，其特征為突發(fā)性高血壓發(fā)作，顯著增加心腦血管事件風險。本研究通過整合多尺度實驗技術(shù)，系統(tǒng)闡明了SCI后誘發(fā)AD的神經(jīng)元架構(gòu)機制，并開發(fā)出針對性的神經(jīng)調(diào)控治療策略。
圖1 自主神經(jīng)反射異常背后的神經(jīng)元結(jié)構(gòu)
空間組織特征
通過小鼠模型研究發(fā)現(xiàn)，結(jié)腸直腸擴張（Colorectal Distension）可誘發(fā)穩(wěn)定重復的AD表型。全脊髓澄清技術(shù)與Fos蛋白標記顯示，AD激活神經(jīng)元主要富集于兩個關(guān)鍵區(qū)域：接收腸道感覺傳入的腰骶段脊髓，以及調(diào)控血管運動的胸段"血流動力學熱點"區(qū)域。單核RNA測序（snRNA-seq）進一步揭示Vsx2ON興奮性神經(jīng)元在AD過程中呈現(xiàn)最顯著的轉(zhuǎn)錄響應。
神經(jīng)元架構(gòu)解析
研究通過病毒追蹤與功能驗證手段，逐步重構(gòu)出四級神經(jīng)元回路：
1.背根神經(jīng)節(jié)CalcaON傷害性神經(jīng)元在SCI后形成異常投射至腰骶段脊髓
2.腰骶段SCLUMBAR::Vsx2投射神經(jīng)元向胸段延伸異常軸突
3.胸段SCTHORACIC::Vsx2局部環(huán)路神經(jīng)元接收異常傳入
4.膽堿能交感節(jié)前神經(jīng)元（ChATON）最終介導血管收縮
化學遺傳學抑制任一節(jié)點均能有效阻斷AD發(fā)作，而光遺傳學激活則可直接誘發(fā)高血壓反應。
競爭性神經(jīng)回路機制
研究發(fā)現(xiàn)硬膜外電刺激（Epidural Electrical Stimulation, EES）通過激活大直徑傳入纖維（PVON神經(jīng)元）投射至SCTHORACIC::Vsx2神經(jīng)元，形成與AD回路競爭性激活的良性調(diào)控通路。單神經(jīng)元記錄證實同一Vsx2ON神經(jīng)元可被AD刺激和EES共同調(diào)制。
圖2 自主神經(jīng)反射異?？捎|發(fā)腰骶段及下胸段脊髓的轉(zhuǎn)錄活動
神經(jīng)康復干預
每日EES靶向治療（自主神經(jīng)康復）通過強化PVON-Vsx2ON突觸連接，同時削弱異常CalcaON-Vsx2ON投射，實現(xiàn)AD癥狀的長期逆轉(zhuǎn)。值得注意的是，錯誤靶向腰骶段的EES反而會加劇AD表型，凸顯靶點選擇的重要性。
臨床轉(zhuǎn)化價值
對1,733例SCI患者的調(diào)研顯示，82%四肢癱患者存在AD癥狀，其中僅30%接受治療且98%仍持續(xù)發(fā)作。初步臨床試驗證實，長期EES治療可顯著改善頭痛、心悸等血管性癥狀，為開發(fā)基于機制的精準醫(yī)療設(shè)備奠定了堅實基礎(chǔ)。
該研究不僅揭示了SCI后自主神經(jīng)功能障礙的神經(jīng)機制，更提供了通過神經(jīng)調(diào)控技術(shù)重構(gòu)競爭性神經(jīng)回路的治療范式，為改善脊髓損傷患者生活質(zhì)量提供了新途徑。
參考資料
[1] A neuronal architecture underlying autonomic dysreflexia
