已有研究研究發現，單純細胞移植很難實現幹細胞在脊髓複雜損傷微環境中定向分化為功能細胞。組織工程策略優勢在於可以根據脊髓修復的具體需求，設計支架材料、種子細胞和生物活性因子的最優組合，以應對重塑神經再生微環境和修復脊髓神經環路的關鍵科學問題。

中山大學曾園山教授團隊長期致力於應用幹細胞和組織工程策略修復受損傷脊髓的神經環路，基於促進脊髓白質軸突直行生長及形成髓鞘的需求，團隊的研究人員採取了合成生物學理念和組織工程新技術，設計構建了類脊髓白質組織（類白質）。

類白質的構建綜合了天然生物活性支架、種子細胞、神經營養因子和培養時間，這4個重要因素的相互作用。其中，天然生物活性支架的選擇是關鍵因素。雖然可注射凝膠材料或者奈米/微米尺度顆粒可以達到填補脊髓空洞和促進軸突生長的效果，但對於較大缺損範圍的損傷，要引導軸突直行再生則要求支架材料具備直行導向性。

研究人員發現，去細胞視神經可作為脊髓類白質構建的優選材料。這種天然生物活性支架的特徵在於其微拓撲物理結構，即均勻分佈的直行通道和微米級橫向小孔，特別適宜再生軸突的直行生長及其側支出芽，也營造了少突膠質細胞在通道間遷移和資訊交流的空間。另一個特徵是去細胞視神經獨特的細胞外基質能夠為少突膠質細胞譜系的定植、分化和功能成熟，提供更適宜的微環境。蛋白質組學檢測結果和少突膠質細胞譜系單細胞測序的分析證實了去細胞視神經誘導少突膠質細胞譜系發育和功能成熟的重要機制。

研究發現，應用去細胞視神經構建的類白質實現了與宿主脊髓白質良好整合，使再生軸突得以直行生長和髓鞘化，促使肢體精細運動和感覺功能得到明顯的改善。類白質組織移植為再生軸突提供了物理引導、細胞外基質、髓鞘形成細胞和神經營養因子。有趣的是，去細胞視神經中富含的層黏連蛋白（laminin， LN）能夠與少突膠質細胞所分泌的神經營養素-3（neurotrophin-3， NT-3）親和結合，營造了局部富集NT-3的微環境，更好地維持促神經再生和髓鞘化的獨特生態位。

圖 類白質（WMLT）構建及其移植修復大鼠半橫切背側脊髓損傷的機制

該研究成果近日發表於

Bioactive Materials

期刊。本研究為高效修復脊髓白質損傷提供了組織工程新策略。未來的研究中，可以在人源化基因編輯豬來源的去細胞視神經支架上種植病人自體iPSC源性神經幹細胞，構建可用於臨床的類脊髓組織，也可以採取組織工程設計策略將去細胞視神經負載其他型別的功能性種子細胞，或者將去細胞視神經功能改性後用於構建組織工程化的類組織或者類器官，使之滿足體外病理和藥物研究模型的需求或者滿足體內移植修復受損傷組織的需求。