信号分子梯度的有序支架 进行脊髓损伤再生修复

必发娱乐手机版2016年11月25日讯  脊柱脊髓损伤常发发生于工矿,交通事故,战时和自然灾害时可成批发生。伤情严重复杂,多发伤、复合伤较多,并发症多,合并脊髓伤时预后差,甚至造成终生残废或危及生命。

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脊髓损伤的修复治疗目前仍是临床面临的一大难题。成体神经干细胞的发现为大家带来了希望。神经干细胞具有自我更新以及向神经元、星形胶质细胞和少突胶质细胞分化的潜能,有利于损伤神经的修复。于是如何诱导内源性神经干细胞参与脊髓损伤修复并实现功能性恢复成为大家瞩目的焦点。

大量研究表明梯度浓度的生物信号在神经发育及再生过程中发挥重要作用。其中梯度浓度的基质细胞衍生因子(SDF1α)可诱导干细胞迁移,在组织再生修复过程中具有重要作用。脊髓损伤后,星形胶质细胞增生形成新的微环境,分泌SDF1α形成浓度梯度可长距离募集内源性神经干细胞迁移到损伤部位。然而由于SDF1α在损伤部位浓度低且保留时间短,导致内源性神经干细胞不能形成足够的群落实现神经网络连接,这是脊髓损伤修复效果不佳的原因之一。

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中国科学院苏州纳米技术与纳米仿生研究所生物医学部戴建武课题组制备了一种同时可提供梯度浓度生物信号分子和有序纤维结构的新型梯度有序支架,对它的特性及生物学效应进行了详细的阐述。这种放射状胶原/聚己内酯电纺纤维支架,担载具有胶原特异结合区(CBD)的生物活性分子,可方便快捷地制备存留时间长、可缓慢释放的梯度支架。另外此梯度支架具有有序纤维结构,可同时提供梯度诱导和接触引导作用。研究表明,可制备得到生物信号分子连续梯度支架,且通过调节接收时间和接收装置的大小可便捷地调节梯度斜率。担载具有胶原特异结合区SDF1α(CBD-SDF1α)的梯度支架实现了更高的结合量,且可实现梯度、缓慢释放。随后进行神经干细胞培养,发现与放射状纤维支架、复合NAT-SDF1α的放射状纤维支架、复合CBD-SDF1α的无规纤维支架相比较,复合CBD-SDF1α的放射状纤维支架可诱导神经干细胞沿着有序纤维向SDF1α高浓度方向更远距离的迁移。

我们相信,此种梯度有序纤维支架形成的神经导管将促进内源性神经干细胞由全横断脊髓两断端向中心缺损部位迁移,为诱导内源性神经干细胞参与全横断脊髓损伤修复提供新思路。相关论文在线发表在Small (DOI: 10.1002/smll.201601285)上,并于当期Frontispiece做简要介绍。

(本项目获得国家973基础研究项目、国家自然基金面上项目、中国科学院重点部署项目、中国科学院青年创新促进会、中科院遗传与发育生物学研究所分子发育生物学国家重点实验室开放课题的支持。)

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