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我院邓宇斌教授团队获广东省科技进步奖二等奖!十年孜孜不倦探索脊髓损伤新疗法!

2019-03-27

    脊髓损伤是一种危害严重、致残率很高的脊柱外科疾病,如何促进脊髓损伤后神经功能的恢复是医学界的难题。脊髓损伤后,内部微环境存在很多限制和阻碍神经再生的因素。因此,营造一个良好的再生环境,正确引导残存神经元的延伸是重要的治疗策略。

    327日,邓宇斌教授团队《脊髓损伤修复新疗法的研究及术中电生理监测的应用》课题获得广东省科技进步奖二等奖。这一成果已投入临床使用,为脊髓损伤病人的治疗和康复带来了福音。

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广东省科技创新大会

    邓宇斌现为中山大学附属第七医院教授、博士生导师、研究员,曾任中山医学院病理生理学教研室主任、教授、博士生导师,中山大学附属第一医院转化医学中心实验室创建者、副主任、教授、博士生导师。

项目主要完成人:

邓宇斌、万勇、刘少喻、陈宁宁、魏富鑫、杨军林、杨立群、张黎明、何志捷、王乐

 

勇开先路!破天荒用猴子做实验,结果更理想

    研究者们往往通过切断大鼠脊髓,来进行人类脊髓损伤修复的相关研究,而极少使用猴子作为研究对象。然而,2008年,邓宇斌教授团队不仅用大鼠做实验,还破天荒地将猴子作为研究对象进行实验。

    “我们在中山大学北校区养了十多只恒河猴,每天像对自己的孩子一样悉心照料。”邓宇斌教授回忆起那段与猴子朝夕相处的时光:“猴子不喜欢我们的白大褂,我们就穿着便服,这样才能和他们更亲近。”

    做科研不仅要敢于试错,还要有迎难而上的决心,这也是邓宇斌教授团队所具备的优良品质。猴子作为灵长类动物,相比大鼠与人类相似度更高,在研究中更具有指导意义。但同时,猴子在饲养和实验上的操作难度更大,经济成本更高,因此以往研究者们极少使用猴子来做实验。

    “说实话,那时我们也不确定用猴子能否做出理想的成果。”邓宇斌教授说,这样的忐忑心理他们早已习惯,在漫长而充满艰辛的研究过程中,他们心中更多的是对结果的期待。

    幸运的是,他们的期待并没有落空。在恒河猴模型上进行干细胞移植治疗脊髓损伤后,团队观察到了新生神经的生长和功能恢复,这个结果比大鼠模型更加具有指导意义。这一成果被国内外专家引用达到八十多次,为该领域研究者提供了坚实的实验基础。

 

跨域创新!首次使用Gd-DTPA造影剂标记骨髓间充质干细胞

    移植骨髓间充质干细胞到受伤的脊髓中是研究脊髓损伤修复的重要一步,而用标记物追踪干细胞的迁移和转化则可以观察脊髓修复的程度和效果。

    研究者通常使用荧光标记并追踪骨髓间充质干细胞。这种方法需要先将实验对象杀死,再做病理切片观察,不利于持续地对实验对象进行观察,增加了实验成本和操作难度。也有研究者采用铁合成的造影剂进行标记,但铁对实验结果有干扰。

    在日新月异的生物医学领域,跨学科已经成为了研究者们在课题中取得突破的重要思路。经过与放射科专家沈军教授的反复探讨与交流,邓宇斌教授利用交叉学科创新思维,决定用Gd-DTPA造影剂代替荧光标记骨髓间充质干细胞,而他们是国内外第一个使用这种方法的团队。

    改进合成的Gd-DTPA造影剂标记到骨髓间充质干细胞后,团队把干细胞打到实验对象体内,再用MR检测移植的干细胞在脊髓损伤模型上的迁移和分化。实验发现,这种标记物不仅可以正确追踪干细胞,而且在安全指数、信号强度、持续时间上都更有优势,同时还无需杀死实验对象,非常适合运用在出血动物模型中。

 

逆向思维!不只做加法,还要做减法

    脊髓损伤后,人体的Lingo-1基因会产生抑制因子,继而产生角质疤痕,很大程度上阻碍了脊髓神经的再生。脊髓神经难以生长和延伸,则脊髓功能就无法恢复。

    在以往的研究中,研究者们以“加法”的思维,往脊髓中移植进神经细胞以替代死亡的神经元。这一招虽然有效,但这就像往一个漏水的木桶里不断加水一样,治标不治本。

    而团队转变思维,在移植神经元的同时,做起了“减法”。他们把目光放在阻碍脊髓神经再生的“元凶”——Lingo-1基因上,将最新的Lingo-1sh RNA注射到脊髓损伤部位,让Lingo-1基因沉默,从而影响抑制因子的产生,显著改善了脊髓神经再生受抑制的现象,从而促进了脊髓神经的再生和功能的恢复。这一方法,也进一步揭示了脊髓损伤的修复机制。

Lingo-1sh RNA新在哪呢?邓宇斌教授介绍,以往使用的基因载体都是病毒,病毒的序列也会加进去,有一定风险。此次用了纳米基因载体,同时以生物材料温敏性水凝胶作为生物支架,不仅更加安全,而且转化效率更高,更快扩散到脊髓中。

 

保驾护航!运用电生理监护保护术中脊髓神经不受损伤

    十年来,团队的课题经过动物实验和临床试验阶段,其成果已经运用到实际临床中,为脊柱损伤和脊柱侧弯病人进行治疗,目前在广州和东莞几家合作医疗单位推广使用。

    在临床操作中,专家采用了电生理监护技术。邓宇斌教授说,做骨科手术时候最怕“惊动”到脊髓神经,甚至可能伤及脊髓神经。通过电生理监护,就可以实时通过检测神经中的电流波动,从而避免伤到神经,减少手术风险。不仅如此,还可以为病人减少医疗费用,减少并发症,有很好的效益,这是团队课题能获奖的一个重要因素。

编者按:

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    邓宇斌教授于1994年在上海第二医科大学获得临床免疫专业医学博士学位,后在中山医科大学进行博士后研究工作,1996年受聘为中山医科大学病理生理学教研室副教授。1998-2000年赴法国巴黎第七大学Saint-Louis Hospital做博士后研究,合作导师是世界第一个做取血移植的法国科学院院士——E-Glukman教授。2010-2011年,赴美国Utah大学医学院外科实验室工作学习,于20168-10月赴美国顶级Johns-Hopinks医院骨科实验室访问,交流学习脊髓损伤修复的最新MR进展。

    Saint-Louis医学院浓厚的科研氛围的熏陶和培养优秀医学人才传统的影响下,邓宇斌教授具备了非常强的科研创新意识和清晰的研究思路。他善于运用跨学科理念,联合临床、病理、影像、材料领域等专家,并在科研上取得一次次突破。

    回国后,邓宇斌教授一直坚守在科研第一线,数十年来不断调整和适应新的科研环境,紧跟潮流,做出了优秀的科研成绩,于2002年作为科学技术部中法合作先进计划中方项目负责人与法方E-Glukman教授共同申请获得2001年中法合作先进项目,该项目完成后作为主要完成人获得教育部提名国家科学技术一等奖。邓宇斌教授还是中山医科历史上第一个拿到“中华医学科技进步奖”的人,在人民大会堂举行的首届“中华医学科技进步奖”颁奖仪式上,他从中山医老校长黄洁夫副部长的手中接过了奖状。2002年和2018年,他又先后获得两次广东科技进步奖。