脊髓损伤（SCI）作为一类损害中枢神经系统的疾病，可导致患者运动与感觉功能障碍，脊髓损伤后一方面受损轴突神经元本身缺乏再生的能力，另一方面致密的神经胶质瘢痕会阻碍轴突再生 ^{[ 1 ]} 。星形胶质细胞（AST）在脊髓组织中广泛存在，并与神经元具有相同的前体细胞 ^{[ 2 ]} 。近年来诱导星形胶质细胞重编程为神经元的研究是脊髓损伤修复领域的热点，虽尚存争议，但充满潜力。有研究证明，糖酵解不仅可以为受损部位细胞供能，而且是重编程的关键环节，但其具体作用机制尚未明确 ^{[ 3 , 4 ]} 。

中医理论认为，脊髓损伤后瘀阻督脉，枢机不利是其主要病机，督脉瘀血导致肝肾亏虚、气血失司，全身脏腑、经络和气血功能失调。无锡市中医医院传统经验方脊髓康（JSK）具有祛瘀通督、补益肝肾、调和气血之效，前期临床验证能显著改善患者运动障碍，具有消炎镇痛、促进患者运动功能恢复的作用。进一步的实验研究证明，脊髓康对改善脊髓损伤后的神经恢复微环境具有潜在作用，其可通过调节神经营养因子、抗氧化物质或神经炎症因子等途径促进神经组织的修复和再生，且能通过促进神经元再生、调节突触可塑性或参与细胞信号传导，助力脊髓损伤部位的修复以及神经功能重建 ^{[ 5 - 7 ]} 。最新研究发现，脊髓康含药血清能提高星形胶质细胞糖酵解水平，联合SOX2能促使星形胶质细胞直接重编程诱导为神经元，经药物干预后使大鼠脊髓损伤组织产生大量有两极且长轴突的神经元样细胞 ^{[ 8 ]} ，但其内在调控机制尚待进一步研究。本实验通过对重编程过程中糖酵解相关基因进行分析，探究促使星形胶质细胞重编程的相关机制，为脊髓康治疗脊髓损伤的临床疗效提供依据。

3. 讨论

脊髓损伤是严重的神经系统损伤疾病，通常引起患者运动、感觉和自主神经功能障碍。研究显示，脊髓损伤引发多种分子调控机制，如神经保护因子、炎症介质和神经干细胞，影响细胞凋亡、炎症反应和神经元再生 ^{[ 10 ]} 。在分子层面上，损伤区域释放大量炎性因子，引发反应性星形胶质细胞等细胞在病灶周围聚集并持续分泌硫酸软骨素蛋白多糖，形成胶质瘢痕，进而抑制了轴突的再生 ^{[ 11 ]} 。细胞重编程是指分化的细胞在特定条件下被重新编程恢复到全能性状态，或者转分化成另一种细胞类型的过程，成为目前研究的一大热点 ^{[ 12 ]} 。AST是脊髓损伤组织中分布最为广泛的细胞，且AST与神经元的前体细胞来源一致，拥有相似的谱系特异性，因此被视为可靠的神经元细胞重编程途径。实验证实 ^{[ 13 ]} ，SOX2转录因子可以转染星形胶质细胞使其向神经元诱导转化，从而改善SCI患者的神经功能恢复情况，然而，高效又可行的重编程诱导方法仍是目前研究的挑战之一。

脊髓所在的脊柱区对应中医经络体系中的督脉，脊髓损伤导致督脉受损，髓海不足，加之瘀血阻滞气机，造成患者的痛苦“，从督论治”一直是中医辨证论治脊柱相关疾病的重要切入点。脊髓康方由补阳还五汤、小承气汤等方化裁，重用黄芪、当归、川芎等中药材，有补脾胃、滋气血、祛瘀不伤好血之妙。前期临床研究证实脊髓康具有调控脊髓微环境的作用，对保护脊髓神经、减轻继发性病理损伤和促进功能恢复有重要意义，为脊髓损伤的治疗提供了重要的临床证据 ^{[ 14 , 15 ]} 。实验研究表明脊髓康联合电针能有效逆转SCI大鼠的诱发电位，并促进损伤脊髓的结构修复 ^{[ 16 ]} 。实验验证，脊髓康可以通过调控外泌体来源的部分miRNA，促进神经细胞轴突再生，从而修复脊髓损伤，改善患者的运动功能 ^{[ 17 ]} 。此外，脊髓康具有抑制脊髓周围炎症反应的能力，有效抑制脊髓损伤区域NgR的表达，并阻断髓鞘源性神经再生抑制剂和RhoA/ROCK的作用 ^{[ 18 , 19 ]} 。同时，脊髓康有助于改善轴突再生微环境，促进脊髓损伤的修复和恢复神经细胞再生能力，同时控制SCI后期炎症反应中促炎因子的释放，以促进患者运动功能恢复 ^{[ 20 , 21 ]} 。本研究结果表明，从各组大鼠斜板实验以及BBB评分来看，治疗组大鼠斜板实验角度术后3、7、14 d均明显优于模型组大鼠，BBB评分得分改善也明显高于模型组，且治疗组从术后3 d到14 d的斜板实验以及BBB评分逐步升高，脊髓损伤大鼠的后肢功能得到改善，证实了脊髓康能改善脊髓损伤大鼠运动功能障碍，具有促进脊髓损伤大鼠神经功能恢复的疗效。

本研究通过体外研究大鼠星形胶质细胞，并结合生物信息学分析和细胞实验，旨在探究脊髓康在促进星形胶质细胞重编程神经元方面的作用机制。单细胞RNA测序结果显示，SCI组织中PKM2的表达在糖酵解中扮演关键角色。PKM2是糖酵解过程的最后一个限速酶，能把磷酸烯醇式丙酮酸（PEP）转化为丙酮酸并生成ATP、加快糖酵解速率，从而对星形胶质细胞重编程产生至关重要的作用 ^{[ 22 ]} 。随后进行生物信息分析，我们发现靶点主要集中在HIPPO-YAP信号通路。前期研究发现，脊髓康与抑制MAST1、LAT1蛋白表达，促进YAP表达有关，表明星形胶质细胞活化与HIPPO-YAP通路具有关联性 ^{[ 23 ]} 。Hippo信号通路是哺乳动物中的关键信号通路，以YAP蛋白为核心。研究表明Hippo信号通路参与脊髓损伤的调控，对神经细胞的生长、凋亡、神经突伸长和瘢痕形成具有重要作用 ^{[ 24 ]} 。我们的实验显示，糖酵解中的YAP活性上调，可能直接或间接提高糖酵解酶的活性，并与PKM2产生一定关联，共同促进糖酵解过程。

本项研究以星形胶质细胞为切入点，在体外实验中发现，脊髓康显著提升了星形胶质细胞的糖酵解水平和干性潜能，并增加了神经元轴突标志物的表达量。PKM2主要以单体或二聚体的酶活性形式存在，磷酸化是其状态的关键指标。随后，我们进行了细胞实验，采用Western blot法检测PKM2与YAP蛋白的表达情况。结果显示，脊髓康联合SOX-2组使整个细胞中出现更多的PKM2、p-PKM2和YAP表达，且更多的磷酸化PKM2和YAP进入细胞核，而未添加脊髓康组则只有少量的表达，两者差异显著。研究证实，中药脊髓康的加入增加了PKM2和YAP的表达，从而提高了糖酵解速率，可能因此促进了星形胶质细胞的重编程。一项对PKM2和YAP的研究表明，PKM2二聚体表现出易位活性，在与YAP结合后，影响了下游信号通路，增强了PKM2和YAP在细胞核中的相互作用和共定位后，并诱导了纤维细胞脂肪分化 ^{[ 25 ]} 。因此，我们推测星形胶质细胞的干性转化不仅与PKM2的激酶活性和代谢功能有关，而且与PKM2磷酸化定位至细胞核后调节基因表达密切相关。YAP对这两种途径都有调控作用，如p-PKM2的甲酰化和乙酰化改变了其细胞功能，PKM2能够易位到细胞核，并调节许多靶基因的转录 ^{[ 26 ]} 。研究表明，YAP能稳定并促进PKM2的核易位，使PKM2磷酸化后易位到细胞核，并作为HIF-1的转录辅助因子，刺激糖酵解基因的表达 ^{[ 27 ]} 。糖酵解是中药脊髓康促进星形胶质细胞干性转化的关键，PKM2的上游驱动因素可能与YAP相关蛋白有关，YAP-PKM2的相互作用是促进糖酵解效应的机制。但脊髓康促进YAP与PKM2共定位后，其如何调控细胞内的转录功能，从而在体内减轻炎症、促进神经功能恢复，将是下一步研究的重点。

综上，糖酵解是影响星形胶质细胞干性转化的关键因素，而YAP与PKM2之间的交互作用可能是其主要调控机制。中药脊髓康可能通过靶向调控YAP/PKM2轴来调控糖酵解。一方面，它可以通过上调PKM2来促进糖酵解效应；另一方面，它也可能通过YAP与p-PKM2结合后进入细胞核并发挥转录功能。依据以上机制，中药脊髓康提高了糖酵解水平，促进了星形胶质细胞的干性转化，从而有助于修复受损的神经元。

Funding Statement

国家自然科学基金（82174400）；江苏省中医药科技发展计划项目（YB2020041）；江苏省中医药科技发展计划项目（YB2020042）；无锡市“双百”中青年医疗卫生拔尖人才（HB2023072）

Supported by National Natural Science Foundation of China (82174400)