本报讯 近日，中山大学附属第七医院科研中心邓宇斌教授团队在神经干细胞（NSC）修复脊髓损伤（SCI）领域取得重要进展。本团队从激活脊髓内源性NSC的角度，发现了可促进脊髓损伤后NSC激活增殖的关键调控因子UCHL1（泛素C端蛋白水解酶）。研究发现，UCHL1可通过泛素-蛋白酶体系统（UPS）促进NSC中蛋白聚集体的清除，激活脊髓NSC增殖和神经元分化，并利于SCI动物神经运动功能恢复。该研究成果以“UCHL1 facilitates protein aggregates clearance to enhance neural stem cell activation in spinal cord injury” 为题于2023年7月15日发表在Nature子刊Cell Death & Disease（中科院一区，TOP期刊，IF: 9.685；DOI https://doi.org/10.1038/s41419-023-06003-8 or as a PDF https://www.nature.com/articles/s41419-023-06003-8.pdf.）上。中山七院邓宇斌教授为该论文的通讯作者，浙江大学医学院附属邵逸夫医院的周峰泉教授为该论文的共同通讯作者，邓宇斌课题组的研究实习员丁璐为第一作者，中山大学药学院（深圳）的褚维伟副教授为共同第一作者。该成果已获得国家自然科学基金面上项目（82071362）和深圳市自然科学基金面上项目（JCYJ20190809165201646）的资助。

脊髓损伤通常会导致永久性的神经损伤和感觉运动功能障碍，目前临床尚无较为有效的治疗方法。成人中枢神经系统(CNS)中存在一定数量的内源性NSC，动员脊髓内源性NSC增殖分化对SCI修复治疗具有重要研究前景，可规避NSC移植存在的伦理争议、致瘤性、免疫排斥等问题。脊髓NSC主要分布于脊髓中央管，在正常生理情况下多处于静息状态，在脊髓受损后可立即被激活，并向损伤部位迁移、增殖和分化，参与神经损伤修复过程。但是，受损伤微环境中各种炎症及抑制因子的影响，脊髓NSC的激活增殖极为有限，无法达到有效的神经修复效果。阐明脊髓微环境调控内源性NSC激活和神经发生的潜在机制对脊髓损伤修复具有重要意义。

研究表明胞内蛋白质聚集体的积累可损害静息态NSCs的激活能力。UCHL1是一种在CNS特异性表达的去泛素化酶，在蛋白聚集体清除中起关键作用。我们发现UCHL1可通过泛素-蛋白酶体途径清除蛋白质聚集体来促进NSC增殖，体内应用慢病毒和腺相关病毒上调NSC中的UCHL1可促进SCI后脊髓NSC激活增殖和神经元分化，并有利于SCI大鼠后肢运动功能恢复。基于SCI脑脊液蛋白芯片分析，进一步发现SCI后C3+反应性星形胶质细胞显著增多，并通过C3/C3aR信号抑制UCHL1和蛋白酶体活性，导致蛋白聚集体增加，阻碍NSC增殖。阻断反应性星形胶质细胞或C3/C3aR通路可通过保留UCHL1和蛋白酶体功能来增强SCI后NSC激活增殖。本研究揭示了UCHL1-蛋白酶体途径调控脊髓NSC激活的潜在机制，为NSC命运调控及SCI干细胞修复治疗提供了潜在的分子靶点和新思路。

图2. 过表达UCHL1可增强泛素蛋白酶体活性加速蛋白聚集体清除，促进体外NSC增殖。（A-C）应用过表达慢病毒上调NSC中UCHL1表达；（D-F）过表达UCHL1后NSC中蛋白聚集体（红色）累积明显减少；（G-F）过表达UCHL1后NSC体外增殖能力（EdU+）增强；（I-K）过表达UCHL1后NSC中蛋白酶体活性及蛋白酶体核心亚基20S proteasome的表达水平明显升高。

图6. 应用含Nestin特异性启动子的腺相关病毒在体内靶向过表达NSC中UCHL1，可促进SCI后脊髓NSC增殖及神经元分化。（A）含Nestin特异性启动子的腺相关病毒的结构模式图；（B-C）在脊髓NSC中靶向过表达UCHL1可促进SCI后NSC增殖；（D-F）体内脊髓NSC靶向过表达UCHL1后，可在损伤部位检测到BrdU+神经元形成，提示部分激活的NSC可分化形成成熟神经元。

图9机制示意图

反应性星形胶质细胞通过C3/C3aR信号抑制UCHL1-UPS依赖性蛋白聚集体清除阻碍SCI后脊髓NSC激活。（1）UCHL1通过泛素-蛋白酶体途径清除蛋白质聚集体，促进NSC激活；（2）SCI激活的反应性星形胶质细胞通过C3/C3aR通路引起UCHL1下调和泛素-蛋白酶体系统功能障碍，导致蛋白聚集体累积和NSC增殖抑制。

邓宇斌教授

邓宇斌教授，中山七院科研中心PI、教授、博士生导师、博士后合作导师。担任两届中国病理生理学会免疫学会副主任委员，现任广东省医师协会神经修复专业医师分会副主任委员、任中华医学奖评委、广东省科技奖评委。

邓宇斌教授课题组致力于干细胞与生物材料联合治疗脊髓损伤/脑缺血损伤研究。主持和承担国家自然科学基金7项，省、市级项目18项。以通讯作者发表SCI论文50余篇，其中IF＞10分高影响力论文10篇，其中（材料学顶刊Biomatrials，IF 15.304 ）发表4篇，总影响因子290多分。获得国家发明专利授权4项，国家级成果1项，省部级科研成果奖励5项，以第一完成人2018年获广东省科技进步二等奖《脊髓损伤修复新疗法的研究及术中电生理监测的应用》。

近年来邓宇斌教授课题组以中山七院为依托，获国自然面上项目2项、指导博士后获得国青1项，获得深圳市科创委基础研究面上项目3项，授权国家发明专利1项；在Nature子刊Cell Death & Disease、材料学顶刊Biomatrials、Neuroscience Bulletin、International Journal of Nanomedicine 等期刊发表SCI论文多篇。