由香港科技大学（科大）领导、有关神经科学领域的最新研究，为治疗中枢神经系统（CNS）损伤带来新希望。研究人员透过识别一种调节多种类型CNS轴突再生的新基因，为修复受损的神经网络迈出重要一步，相关研究结果已于《美国国家科学院院刊》*上发表。
成年哺乳类动物的CNS缺乏自我修复能力，是治疗脊髓损伤的主要困难，令这些损伤可能导致如瘫痪等永久性残疾。早于2019年，科大生命科学部刘凯教授带领的团队在《神经元（Neuron）》期刊上发表的一篇研究，便曾揭示，lipin1基因透过神经元脂质代谢的分子机制，于调节CNS轴突再生中扮演着至关重要的角色。然而，科学界仍须进一步研究轴突再生的复杂分子机制，了解如何利用这些机制治疗脊髓损伤。
Lipin1是一种参与脂质代谢的酶，降低视网膜神经节细胞中的lipin1水平可以指导神经元从合成存储脂质转向膜组分磷脂，进而促进神经修复。其中，有些脂质还可以参与讯号传递，包括磷脂酸（PA）和溶血磷脂酸（LPA），可以活化重要的细胞通路，包括mTOR通路，对细胞生长和存活十分重要。
是次研究中，刘凯教授带领的团队设计了一种专门针对lipin1 mRNA的新型shRNA，并将其封装在AAV病毒载体中，借助AAV递送至神经元，能够将lipin1 的水平降低63%。研究发现，降低神经元中的lipin1水平会增加PA和LPA的含量，从而活化mTOR和另一种讯息分子STAT3。这些变化显著促进了神经再生，揭示了lipin1-PA/LPA-mTOR相关的回馈回路在损伤后阻止神经再生的过程中，扮演着关键角色。
脊髓损伤后果严重，但治疗手段非常有限。虽然Pten是促进脊髓损伤后轴突再生最有效的靶点，然而，Pten为抑癌基因，难以于临床治疗上应用，使科学界一直努力探索新的治疗策略。其中，皮质脊髓束（CST）是一束连接大脑和脊髓的神经纤维束，控制精细运动技能。是次研究中，研究人员使用严格的完全脊髓损伤模型，证明了lipin1 敲低（knockdown，简称KD）能促进CST轴突的强健再生（图二）。 lipin1 KD的再生效果与Pten相若，甚至更好。为了确定lipin1 KD是否还能促进其他脊髓束的再生，研究人员还检查了上行感觉轴突的再生，发现lipin1 KD也显著增强了这些感觉轴突的再生能力。
研究还进一步发现，抑制lipin1表达不仅改变神经元内脂类代谢，而且还可透过PA和LPA来活化mTOR和STAT3讯号通路，影响CNS轴突的再生能力（图三）。这一研究结果确定了lipin1能作为控制多种轴突再生的保守性靶标，为修复脊髓损伤提供了新的治疗方向。
这项研究由多个学者专家所带领的研究团队组成，包括科大刘凯教授、香港理工大学姚钟平教授、科大校长叶玉如教授及生命科学部研究教授傅洁瑜教授，及香港中文大学叶柏勤教授的团队。
此研究获不同资助支持，包括：香港研究资助局卓越学科领域计划、创新科技署、健康与医学研究基金、中国国家自然科学基金、广州脑和类脑科技重大项目、深港脑院─深圳基础研究中心、南丰生命科技、广东省自然科学基金。
*注：生物医学研究所博士后陈卫涛、科大博士生吴俊强和博士后杨超为本论文的共同第一作者。科大刘凯教授为本论文的通讯作者。
