慢性脊髓损伤的转化医学临床前策略：A型肉毒毒素联合电刺激预防肌肉萎缩的神经保护与再生潜力

背景 脊髓损伤（SCI）会引发持续的神经炎症、胶质增生、神经元丢失和脱髓鞘，导致运动功能障碍和神经病理性疼痛（NeP）。A型肉毒毒素（BoNT/A）在急性SCI中显示出抗炎和神经保护作用，但其在慢性期的潜力仍不清楚。本研究探讨BoNT/A联合电刺激（EMS）是否能促进慢性SCI的恢复。 方法 成年严重胸段SCI（截瘫）小鼠接受EMS（伤后3天开始，每次30分钟，共10个非连续天）或不刺激。伤后15天，动物接受单次鞘内注射BoNT/A（15 pg/5 μl）或生理盐水。评估至60天的功能恢复，并在中度和轻度SCI小鼠中进行评估。评估NeP的发生和维持。分析脊髓组织的星形胶质细胞和小胶质细胞形态、神经元和少突胶质细胞存活、髓鞘蛋白表达，以及体外对少突胶质前体细胞（OPCs）的影响。通过形态学和基因表达分析评估后肢肌肉的表型。 结果 EMS能够对抗肌肉萎缩和纤维化，与BoNT/A联用时还能对抗失神经支配。此外，该联合治疗恢复了慢性SCI的后肢运动功能，而单独使用BoNT/A或EMS均无效。NeP是SCI常见的合并症，即使在慢性期给药，BoNT/A治疗也能缓解。BoNT/A减少了星形胶质细胞肥大和兴奋性突触关联，并与小胶质细胞形态向静息样分类的再分布相关，减少了凋亡，增加了神经元和少突胶质细胞的存活。髓鞘碱性蛋白（MBP）表达在体内显著升高。体外，BoNT/A促进OPC分化为髓鞘化少突胶质细胞，增加突起复杂性，并在增殖和分化条件下上调MBP、半乳糖脑苷脂C、蛋白脂质蛋白和髓鞘少突胶质细胞糖蛋白。裂解的突触体相关蛋白25与OPC的共定位证实了BoNT/A的直接内化和活性。 结论 BoNT/A通过减少神经炎症和支持神经元及少突胶质细胞存活，在慢性SCI中发挥神经保护作用。与EMS联用时，它还能促进髓鞘再生并改善肌肉稳态，这表明早期刺激为恢复创造了允许性环境。这些发现支持将BoNT/A作为慢性SCI治疗策略进行临床评估。