1.课题来源与背景； 课题来源单位：国家自然科学基金委员会。 重大项目课题名称：神经元中继器修复全横断脊髓损伤的机制研究。 课题编号：81891003。 背景: 完全性脊髓损伤破坏了神经通路结构，导致损伤处下方运动神经环路发生功能性沉默，肢体运动瘫痪，这是尚未解决的关键科学问题。为此，本项目组率先提出构建组织工程神经元中继器(神经网络类组织或脊髓类组织)重建完全性脊髓损伤神经通路激活损伤处下方运动神经环路的设想，并对此进行了验证。

    2.本项研究目的与意义； 本项研究旨在已经完成的国家自然科学基金重点项目基础上，进一步应用体外构建的干细胞源性神经网络移植或者内源干细胞源性神经网络，结合光遗传激活技术、生物材料修饰趋化技术、督脉电针方法、去细胞生物材料方法和尾神经电刺激技术等现代再生医学新手段，研究并证实干细胞源性神经元中继器 (stem cell-derived neuronal relayer) 修复脊髓损伤的研究假设：激活脑源性下行再生轴突，使之寻靶支配脊髓损伤处移植的干细胞源性神经元或体内迁移形成的干细胞源性神经元；引导外源或内源的神经元与损伤区头、尾端脊髓固有神经元形成突触连接；经此固有神经网络传递兴奋性信号以激活腰段节律性中间神经元，进而兴奋/调控支配肢体的运动神经元。通过促进外源和内源性神经网络与脊髓固有神经网络的功能性整合，使脑源性兴奋性神经信息得以有效地传递到腰段脊髓运动神经元，从而提升瘫痪肢体的运动功能。阐释完全性脊髓损伤再生修复的机制，为促进完全性脊髓损伤再生修复提供新的治疗策略。

    3.本项研究主要论点与论据； 1.)缓释NT-3三维(3D)微环境诱导TrkC基因修饰的神经干细胞自组织发育成为具有修复大鼠脊髓损伤结构和功能的神经网络类组织。 2.)移植的干细胞源性神经网络类组织重建大鼠和比格犬全横断脊髓损伤神经通路，中继传递兴奋性神经信息，恢复瘫痪肢体自主运动能力。 3.)用于构建神经网络类组织的3D明胶海绵支架移植入食蟹猴脊髓损伤区可呈现组织相容性与生物安全性，对抗纤维瘢痕收缩挤压残留的神经组织，促进组织细胞进入与定植，增强神经组织的再生。 4.)电针刺激大鼠感觉神经纤维在脊髓内释放降钙素基因相关肽，作用其受体的神经元分泌神经营养素-3，促进全横断脊髓损伤区移植的神经网络类组织存活，重建神经通路，改善肢体的运动能力。 5.)神经电刺激联合类脊髓组织移植协同重建大鼠全横断脊髓损伤神经通路，提高其中继传递脑源性神经信息给CPG中间神经元及运动神经元的效率，重现瘫痪肢体支撑体重和站立行走。 6.)脊髓类组织移植联合神经电刺激协同重建大鼠全横断脊髓损伤神经通路，增强脊髓类组织发出的神经纤维与损伤/移植处下方CPG中间神经元和运动神经元的连接，促使运动神经元胞体表面的兴奋/抑制性突触前终末的比值接近于正常大鼠脊髓，提高了功能性沉默的运动神经环路的兴奋性，恢复瘫痪肢体支撑体重和站立自主行走。

    4.创见与创新； 本项研究揭示了完全性脊髓损伤神经通路的有效重建及其运动神经环路的重新激活是恢复瘫痪肢体自主运动能力的全新策略，其作用机制是：移植组织工程神经元中继器在重建神经通路的同时，通过电刺激感觉传入神经纤维协同调控损伤处下方运动神经环路的兴奋/抑制性平衡以恢复脊髓自主运动功能。

    5.社会经济效益，存在的问题； 本项研究阐明了组织工程神经元中继器重建全横断脊髓损伤神经传导通路的理念，推动了脊髓损伤修复研究领域的发展。

    6.历年获奖情况； 2022年，曾园山，曾湘，赖碧琴，李戈，马瑗锾，丁英，吴武田，车明天，张可，金辉，邱学成，张玉婷，“移植干细胞源性神经网络组织修复脊髓损伤的系列研究”，获广东医学科技奖一等奖。 广东省医学会, 证书号:GDMA202204106; 奖励日期: 2023年1月。 2021年，曾园山、丁英、阮经文、刘洲、李文杰、陈雅云、曾湘、李晓滨，“督脉经穴电针通过NT-3介导移植的成体干细胞修复脊髓损伤的研究”，获中华中医药学会科学技术奖三等奖。中华中医药学会, 证书号: 202103-13; 奖励日期: 2021年12月。