1、 课题来源与背景：课题类型：国家自然科学基金面上项目；来源：国家自然科学基金委员会；名称：Celsr3｜Emx1小鼠运动相关神经结构的代偿及其细胞分子机制；编号：81171152。背景：脑脊髓损伤后轴突再生、功能恢复仍然是一个世界性的难题。脊髓损伤后代偿性轴突侧芽生长能部分恢复肢体自发性运动，但肢体技巧性运动高度依赖皮质脊髓束的完整性。前期研究发现高度选择性皮质脊髓束完全剥夺动物模型（Celsr3|Emx1小鼠）各种运动功能完全正常，提示神经网络具有很强的自发可塑性，其在运功功能的恢复中可能发挥重要的作用。

    2、 研究的目的和意义：探索遗传性皮质脊髓束缺失小鼠运动相关神经结构的可塑性变化及其细胞分子机制，研究结果不仅在中枢神经系统可塑性认识上方面有重大突破，而且还为神经损伤后功能的恢复探索新的途径。

     3、 主要论点与论据：本项目应用遗传性皮质脊髓束剥夺条件性基因敲除模型，探索神经可塑性在神经功能代偿中的作用及其机制。结果包括：（1）遗传性皮质脊髓束缺失小鼠精细运动受限；红核脊髓束纤维、CR阳性中间神经元和单胺能神经纤维脊髓的局部配布增加；（2）脊髓运动神经元数目减少和成熟受限，神经肌肉接头形态和功能异常，中间神经元数量增加；（3）通过进一步脊髓横切破换红核脊髓束发现小鼠损伤侧前肢功能恢复障碍，证实红核脊髓束的代偿在功能恢复中发挥重要作用；（4）通过建立臂丛撕脱和再植模型发现皮质脊髓束的缺失妨碍轴突的再生和再髓鞘化，神经节肉接头形成障碍；（5）皮质脊髓束缺失导致脊髓局部营养因子水平（Western Blot）和基因表达（RNAseq）出现了明显的改变。结论：皮质脊髓输入信号的缺失影响脊髓运动相关神经结构发育成熟也限制脊髓运动神经元轴突再生，脊髓局部神经具有可塑性和重构潜能，实现功能的代偿。

    4、 创见与创新：本课题应用首例高度选择性胚胎期皮质脊髓束剥夺的转基因动物模型研究运动相关神经结构在对随意运动功能的控制的代偿潜能，以及参与这些代偿性变化的细胞分子机制,并发现脊髓局部神经具有较强的自发性可塑性和重构潜能，促进其可塑性变化可有助于神经功能恢复。

    5、 社会经济效益与存在的问题：基于本研究结果，进一步设计促进脊髓损伤后神经网络可塑和重组的干预策略，有望探索神经损伤修复的新途径。社会经济效益有待于深入研究。

    6、 历年获奖情况：无。