瘫痪小鼠重新站起来！复旦团队打造“人工脊髓”，为脊髓损伤患者带来新希望

想象一下，一个原本活蹦乱跳的人，因为一场车祸、一次坠落或一次运动意外，突然就再也站不起来了。他的大脑仍然清醒，能思考、能感受，但大脑发出的“走路”指令，却再也无法传达到双腿——因为那条连接大脑和肢体的“信息高速公路”——脊髓，断了。

脊髓损伤，就是这样一个残酷的现实。全球每年有数十万人因此瘫痪，终身困在轮椅之上。更令人绝望的是，中枢神经系统的再生能力极弱，损伤后形成的“无形屏障”会像一堵墙一样，死死挡住神经纤维的再生。

传统的治疗方法，无论是药物还是康复训练，都难以让断掉的神经重新接上。

但现在，科学家们找到了一条全新的路——在实验室里“种”出一个脊髓，再把它移植到病人体内。

2025年12月，复旦大学脑科学转化研究院邵志成团队联合空军军医大学武胜昔教授，在国际顶级期刊《Brain》上发表了一项重磅研究。他们成功开发出人源大尺度工程化脊髓类器官，移植到完全脊髓损伤的小鼠体内后，这些小鼠竟然重新站了起来，恢复了后肢的运动功能！

这不仅仅是一次普通的动物实验成功，它标志着人类向“修复瘫痪”这个医学终极目标，迈出了历史性的一步。

在讲这项研究之前，我们先来理解一个概念：类器官。

简单来说，类器官就是科学家在实验室里，利用干细胞培育出的微型人体器官。它虽然不是完整的器官，但能模拟真实器官的细胞组成、三维结构和部分功能。

你可以把它想象成“器官的雏形”——就像一个还没完全长成的迷你版脊髓，但它已经有了脊髓的关键细胞和基本架构。

过去，科学家已经能培育出一些大脑类器官、肠道类器官。但脊髓类器官的难度要大得多。为什么？因为脊髓不是一个均匀的“管子” ，它分成不同的节段——颈椎、胸椎、腰椎——每个节段的细胞组成和功能都不一样。胸段主要负责控制躯干和四肢的运动，如果你把培育出的类器官“节段”搞错了，移植进去也接不上。

这就好比修水管——你不能拿一根厨房的水管去接卫生间的龙头，型号不对，根本接不上。

研究团队在开展这项研究时，面临两个核心难题。

难题一：类器官长不大、活不长。

传统的脊髓类器官在培养过程中，内部很容易因为缺氧和缺乏营养而坏死。就像一栋大楼，外面修得再漂亮，里面却烂了。类器官一旦中心坏死，移植后的效果就大打折扣。

难题二：类器官不够“成熟”。

即使长出来了，传统的类器官也往往停留在“幼稚”阶段——神经元不够成熟，没有形成真正的神经回路，也缺乏关键的髓鞘结构（髓鞘就像电线外面的绝缘皮，对神经信号传导至关重要）。

为了解决“长不大”的问题，研究团队想出了一个巧妙的办法——给类器官搭一座“脚手架” 。

他们用羧化纤维素纳米纤维（CCN） 复合基质胶，构建了一种具有仿生血管网络结构的纳米支架系统。

听起来很复杂？打个比方你就懂了：

传统的类器官培养，就像把一堆细胞扔进一个容器里，让它们自己“随缘”生长——细胞在表面还能呼吸，但里面的细胞很快就会被“憋死”。而研究团队做的，是在这个容器里预先搭好了一个布满“毛细血管”的微型骨架。这个骨架不仅支撑细胞的生长，更重要的是大幅改善了内部的营养物质交换效率，让氧气和养分能送到最深处。

结果非常显著——细胞凋亡（死亡）相关基因的表达显著降低，类器官的中心坏死被有效避免了。

有了这个纳米支架的支撑，类器官终于可以“安心长大”了。

在长期培养下，这些工程化脊髓类器官（ChSOs）展现出了惊人的成熟度：

它们能自发延伸出定向排列的轴突束——这就像长出了一捆捆“神经电缆”；

这些轴突实现了髓鞘化——电缆外面包上了“绝缘皮”，信号传导效率大大提高；

更令人惊叹的是，这些类器官形成了具有同步化电活动的神经网络，表现出复杂的自发放电、突触传递甚至节律性振荡。

简单说，这些在培养皿里长出来的脊髓组织，已经具备了和真实脊髓非常相似的电生理功能。

科学家们成功地在实验室里“种”出了一个功能接近成熟的脊髓组织。

类器官在培养皿里再厉害，最终还是要看移植到体内能不能真正起作用。

研究团队将这些培养成熟的工程化脊髓类器官（ChSOs），移植到了完全性脊髓损伤的小鼠模型中。所谓“完全性”，就是把脊髓彻底切断——这是最严重的损伤类型，相当于让小鼠的后肢彻底“瘫痪”。

移植之后，奇迹发生了。

组织学分析表明，移植的ChSOs在损伤区域表现出优异的存活率与结构整合。它们不仅活了下来，还成功地“扎根”在了损伤部位。这些类器官在体内继续分化，产生了运动神经元、兴奋性/抑制性中间神经元、星形胶质细胞，以及能形成髓鞘的少突胶质细胞。

换句话说，移植进去的“人工脊髓”，在动物体内继续成长、成熟，变成了一个真正有功能的神经组织。

更关键的是行为学评估——

在长达12周的观察中，接受ChSOs移植的小鼠，后肢运动功能评分持续提升，显著优于未移植或仅移植支架的对照组。

部分小鼠甚至恢复了后肢的交替步态和支撑能力。

它们重新站了起来，迈开了步子。

不仅如此，触觉测试还显示，移植组小鼠的感觉感知能力也得到了有效恢复。这意味着，它们不仅能动，还能感觉到自己的脚在接触地面。

运动和感觉，双双恢复。

第一，这是首次证实基于工程化材料支撑的脊髓类器官，能够修复完全性脊髓损伤。以前的类器官研究大多停留在概念验证阶段，而这次是实打实地让瘫痪动物恢复了运动功能。

第二，这项技术具备可转化性。研究使用的是人源诱导多能干细胞培育的类器官，这意味着它未来有可能应用于人类患者。研究团队成功构建了厘米尺度的大型类器官，这也是向临床应用迈出的重要一步——小鼠的脊髓很小，但人类的脊髓要大得多，能培养出大尺度的类器官，才有希望用于人类。

第三，这套系统不仅是一个“治疗方案”，还是一个“研究平台”。这些具备复杂结构和功能的类器官，可以用来研究神经发育的规律、探索脊髓疾病的发病机制、甚至进行高通量的药物筛选。

当然，从实验室的小鼠到临床的人类患者，还有很长的路要走。

安全性是首要问题——类器官中的干细胞有没有可能形成肿瘤？移植后会不会引发免疫排斥？这些问题需要大量的长期安全性研究来回答。

规模化是另一个挑战——如何稳定、高效地生产大批量、高质量的脊髓类器官，以满足未来临床的需求？

功能性还需要进一步提升——目前恢复的主要是基本的运动功能，距离让患者恢复精细动作、完全正常的行走能力，还有距离。

脊髓损伤曾被无数人认为是“不可逆转的绝症”。无数患者和他们的家庭，在漫长的康复中耗尽希望。

而今天，科学家们在实验室里用干细胞“种”出了脊髓组织，移植到瘫痪的小鼠体内后，让它们重新站了起来。

这不仅仅是一次科学突破，更是一束照进黑暗的光。

也许在不久的将来，那些因意外而瘫痪的人们，真的能依靠“人工脊髓”重新站起来，重新走路，重新拥抱生活。

科学的魅力就在于此——它总能把曾经的不可能，变成可能。

参考文献
Liu L, Xue W, Kong Y, Li H, Fan Q, Shi J, Liu H, Xu J, Xiao Y, Wang H, Li B, Wu S, Shao Z. Transplantation of engineered spinal cord organoids restores functions after spinal cord injury.Brain.2025 Dec 19:awaf471. doi: 10.1093/brain/awaf471.