2026研究新知|小孢子靈芝免疫調節蛋白GMI能「抗發炎」兼「促再生」,助脊髓損傷大鼠重拾肢體運動功能

研究證實,透過靜脈注射小孢子靈芝免疫調節蛋白質 GMI(Ganoderma microsporum immunomodulatory protein),不僅能針對受傷部位「滅火」(抗發炎),還能減少阻礙神經修復的疤痕,並促進血管與神經再生,成功讓原本下肢癱瘓的大鼠恢復部分的運動功能。

文/謝采穎撰稿,吳亭瑤寫作指導,林東毅審定

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https://doi.org/10.1016/j.expneurol.2025.115536

 

脊髓損傷常造成嚴重且不可逆的癱瘓,因為除了撞擊當下的「原發性損傷」之外,隨後湧現的免疫(發炎)反應與組織破壞,即所謂的「二次傷害」,會導致更多神經細胞死亡,並且在受傷處形成一層厚厚的「疤痕組織」,阻擋神經訊號的傳遞,影響肢體的運動功能。

因此,能否在黃金時間內控制二次傷害的範圍和嚴重性,對於肢體運動功能的恢復程度,就顯得至關重要了。具有強大免疫調節能力的GMI,能否阻止這場惡性循環,為脊髓損傷患帶來更多希望?

臺北榮民總醫院神經重症加護科杜宗熹主任蔡美娟博士等,聯手朝陽科技大學應用化學系李孟真教授、國立陽明交通大學傳統醫藥研究所林東毅教授組成的研究團隊,為這個問題提供了初步的解答。

該團隊透過脊髓損傷大鼠證明,GMI有減輕二次傷害的潛力,其作用與抑制發炎反應、減少疤痕形成、促進神經修復密切相關。此項研究成果,將於2026年2月正式刊登在神經再生與神經損傷領域的專業期刊《Experimental Neurology》上。

 

GMI 讓癱瘓大鼠的後肢「重新動起來」

研究團隊採用重物掉落法撞擊大鼠第8和第9節的胸椎(T8-T9),建立類似人類脊髓挫傷的實驗模型,並在受傷發生30分鐘內,以靜脈注射方式給予大鼠低劑量(30 μg/kg)或高劑量(600 μg/kg)的GMI,之後每隔一天注射一次,共計五次。

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圖1】大鼠脊髓挫傷的實驗設計 


結果發現:

● 從受傷後第3週起,高劑量GMI組的後肢運動功能分數(BBB score)明顯高於注射生理食鹽水(未治療)的對照組,而且差異持續擴大至第8週實驗結束時。雖然所有大鼠最後均未完全恢復到像受傷前那樣活蹦亂跳,但相較於對照組只能拖行後肢,高劑量GMI組展現了更好的後肢關節活動與支撐能力。

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【圖2】GMI可顯著改善脊髓損傷大鼠的後肢運動功能

 

● 實驗結束時大鼠的脊髓組織切片顯示,對照組(Saline)在損傷的中心區域出現大面積空洞,組織結構嚴重受損,但高劑量GMI組的脊髓則保有組織完整性,損傷的嚴重性也有所減輕。

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【圖3】GMI可保護脊髓損傷大鼠的脊髓組織

[註]研究人員以受傷中心為基準,將脊髓組織從近頭側至近尾側,依序劃分為A1~A6六個區段進行組織切片分析。A3、A4即脊髓損傷的中心區域。


機制解密一:GMI 能「精準滅火」,阻止傷後的免疫暴衝

為什麼GMI會有效?研究團隊發現:透過靜脈注射進入大鼠體內的GMI,會選擇性地聚集在脊髓損傷的重災區(A3、A4)。這可能與受傷初期血脊髓屏障短暫破裂有關,才讓GMI得以長驅直入,精準作用在損傷部位上。

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【圖4】GMI會聚集在脊髓損傷的中心區域

[註]圖中所示為大鼠在脊髓損傷發生後第四天,已注射三次高劑量GMI的結果。


動物實驗還發現,進入損傷部位的GMI會:抑制微膠細胞(microglia)與巨噬細胞的過度活化,並降低IL-1β等發炎因子。

「微膠細胞」也稱「小膠質細胞」,是中樞神經系統特有的免疫細胞,功能類似巨噬細胞。當脊髓因外力撞擊而受到傷害時,脊髓內的微膠細胞,以及周邊血液中的巨噬細胞,都會迅速往受傷部位聚集與活化,並且釋放多種促發炎因子。其原本的目的是為了清除壞死細胞、對抗感染、啟動修復程序,可是一旦免疫反應過度,造成發炎失控延燒,就會對脊髓造成二次傷害。

而從大鼠脊髓損傷後即時注射GMI治療的結果可知,GMI可以抑制微膠細胞和巨噬細胞的過度活化,並顯著降低主要損傷區域裡的IL-1β。

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【圖5】GMI可大幅減少脊髓損傷中心區域的發炎因子IL-1β

[註]圖中所示為大鼠在脊髓損傷發生後第四天,已注射三次高劑量GMI的結果。


此外,細胞實驗也顯示,GMI可以調控微膠細胞內與發炎反應相關的訊號通路(NF-κB和STAT1),讓原本激動的免疫細胞「冷靜下來」,再次說明GMI有精準滅火、阻止傷後免疫暴衝的作用。這些作用共同減少了傷後組織的持續破壞,為修復爭取了時間與空間。

 

機制解密二:GMI能抑制疤痕形成,讓神經有路可走

脊髓損傷引起的發炎反應會促進「膠質疤痕」和「纖維化疤痕」的形成,這些疤痕組織往往是「神經軸突再生」(亦即負責傳遞神經訊號的線路,也就是「軸突」,在受損或斷裂後重新修復、長出並向外延伸)的最大路障。

膠質疤痕是由「活化的星狀膠質細胞」聚集在損傷部位所形成,纖維化疤痕則是纖連蛋白(fibronectin)等細胞外基質過度沉積所造成。而根據本研究以脊髓損傷大鼠進行的實驗發現,在高劑量GMI的介入下:

● 在脊髓受傷區域周邊,星狀膠質細胞高度過度活化(GFAP蛋白表現量升高)的程度明顯降低,顯示膠質疤痕的形成受到抑制;

● 在脊髓受傷中心區域,纖連蛋白的沉積量也同步下降,顯示纖維化疤痕形成受到抑制。

抑制受傷區域形成疤痕可減少神經連線的阻礙,增加軸突再生的可能。GMI的作用顯然為後續神經修復創造了更友善的微環境。

 

機制解密三:GMI能促進血管✖️神經的雙重再生

發炎之火控制了,疤痕路障也減少了,接下來的工作就是重建了。研究團隊在 GMI治療組的大鼠脊髓中觀察到顯著的再生現象:

血管新生:受傷區域長出了更多的新生血管(形成血管內壁的內皮細胞分子標誌物RECA-1表現量增加),這意味著受傷組織能獲得更充足的氧氣與養分輸送,可為組織修復提供更有利的基礎。

神經軸突再生:存在於軸突骨架中的神經絲蛋白(NF-L)和調控軸突生長與神經可塑性的關鍵蛋白(GAP43)都顯著增加,這顯示GMI不僅保護了既有的神經軸突,更促進了軸突再生,還提升了神經網路在受損後強化既有連線、重新分配功能、建立替代路徑的可塑性。

這些結果表明:GMI對於脊髓損傷的助益並非侷限於「減少破壞」,更重要的是主動「啟動修復」。

 

GMI讓脊髓修復不再只靠單一路徑

這是首次有科學家透過脊髓損傷大鼠模型證明GMI對中樞神經(脊髓)損傷具有保護和治療潛力,研究中觀察到的各種作用機制整合如下圖。

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【圖6】脊髓損傷發生半小時內靜脈注射GMI的作用機制示意圖

 

根據研究報告對於本圖的解釋可知:

在損傷剛發生的急性期,GMI可以抑制發炎(IL-1β、NO↓),促血管新生(RECA-1↑);

過了急性期之後的長期修復階段,GMI可以減少膠質疤痕與纖維化疤痕形成(GFAP、Fibronectin↓),並且促進神經軸突再生與神經可塑性(NF-L、GAP43↑),最終為後肢運動功能帶來改善的可能性。

在這整個過程中,即時介入的GMI同時扮演了:①抗發炎的消防員②清除疤痕的整地隊③推動再生的建築師,彷彿為脊髓損傷安排了一套「全方位修復計畫」,跨越了過往脊髓治療往往只能瞄準單一路徑的限制。

雖然研究仍停留在動物階段,GMI組大鼠在實驗結束時距離完全正常步態也尚有差距,但其所展現更佳的關節活動、支撐能力與步態協調能力,已是脊髓損傷研究中極具生物意義的進展。

這些成果不僅為長久以來困難的脊髓損傷治療帶來突破,也為患者與醫療科學提供更多可能性。未來若能持續優化劑量、治療時程,或與其他療法搭配,GMI也許有望成為脊髓損傷修復的新型候選治療,甚至在不久的將來,成為患者重啟人生的一把鑰匙。

〔資料來源〕Tsung-Hsi Tu, et al. Ganoderma microsporum–derived fungal immunomodulatory protein (GMI) promotes functional recovery after spinal cord injury by modulating anti-inflammation and enhancing regeneration. Exp Neurol. 2026 Feb:396:115536. doi: 10.1016/j.expneurol.2025.115536.