信號(hào)分子梯度的有序支架-誘導(dǎo)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞遷移進(jìn)行脊髓損傷再生修復(fù)的新思路
2016-11-23 來(lái)源:中國(guó)聚合物網(wǎng)
脊髓損傷的修復(fù)治療目前仍是臨床面臨的一大難題。成體神經(jīng)干細(xì)胞的發(fā)現(xiàn)為大家?guī)?lái)了希望。神經(jīng)干細(xì)胞具有自我更新以及向神經(jīng)元、星形膠質(zhì)細(xì)胞和少突膠質(zhì)細(xì)胞分化的潛能,有利于損傷神經(jīng)的修復(fù)。于是如何誘導(dǎo)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞參與脊髓損傷修復(fù)并實(shí)現(xiàn)功能性恢復(fù)成為大家矚目的焦點(diǎn)。
大量研究表明梯度濃度的生物信號(hào)在神經(jīng)發(fā)育及再生過(guò)程中發(fā)揮重要作用。其中梯度濃度的基質(zhì)細(xì)胞衍生因子(SDF1α)可誘導(dǎo)干細(xì)胞遷移,在組織再生修復(fù)過(guò)程中具有重要作用。脊髓損傷后,星形膠質(zhì)細(xì)胞增生形成新的微環(huán)境,分泌SDF1α形成濃度梯度可長(zhǎng)距離募集內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞遷移到損傷部位。然而由于SDF1α在損傷部位濃度低且保留時(shí)間短,導(dǎo)致內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞不能形成足夠的群落實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接,這是脊髓損傷修復(fù)效果不佳的原因之一。
中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所生物醫(yī)學(xué)部戴建武課題組制備了一種同時(shí)可提供梯度濃度生物信號(hào)分子和有序纖維結(jié)構(gòu)的新型梯度有序支架,對(duì)它的特性及生物學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。這種放射狀膠原/聚己內(nèi)酯電紡纖維支架,擔(dān)載具有膠原特異結(jié)合區(qū)(CBD)的生物活性分子,可方便快捷地制備存留時(shí)間長(zhǎng)、可緩慢釋放的梯度支架。另外此梯度支架具有有序纖維結(jié)構(gòu),可同時(shí)提供梯度誘導(dǎo)和接觸引導(dǎo)作用。研究表明,可制備得到生物信號(hào)分子連續(xù)梯度支架,且通過(guò)調(diào)節(jié)接收時(shí)間和接收裝置的大小可便捷地調(diào)節(jié)梯度斜率。擔(dān)載具有膠原特異結(jié)合區(qū)SDF1α(CBD-SDF1α)的梯度支架實(shí)現(xiàn)了更高的結(jié)合量,且可實(shí)現(xiàn)梯度、緩慢釋放。隨后進(jìn)行神經(jīng)干細(xì)胞培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)與放射狀纖維支架、復(fù)合NAT-SDF1α的放射狀纖維支架、復(fù)合CBD-SDF1α的無(wú)規(guī)纖維支架相比較,復(fù)合CBD-SDF1α的放射狀纖維支架可誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞沿著有序纖維向SDF1α高濃度方向更遠(yuǎn)距離的遷移。
我們相信,此種梯度有序纖維支架形成的神經(jīng)導(dǎo)管將促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞由全橫斷脊髓兩斷端向中心缺損部位遷移,為誘導(dǎo)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞參與全橫斷脊髓損傷修復(fù)提供新思路。相關(guān)論文在線發(fā)表在Small (DOI: 10.1002/smll.201601285)上,并于當(dāng)期Frontispiece做簡(jiǎn)要介紹。
(本項(xiàng)目獲得國(guó)家973基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、國(guó)家自然基金面上項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院重點(diǎn)部署項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、中科院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所分子發(fā)育生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放課題的支持。)
原文鏈接:http://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.201601285/full
大量研究表明梯度濃度的生物信號(hào)在神經(jīng)發(fā)育及再生過(guò)程中發(fā)揮重要作用。其中梯度濃度的基質(zhì)細(xì)胞衍生因子(SDF1α)可誘導(dǎo)干細(xì)胞遷移,在組織再生修復(fù)過(guò)程中具有重要作用。脊髓損傷后,星形膠質(zhì)細(xì)胞增生形成新的微環(huán)境,分泌SDF1α形成濃度梯度可長(zhǎng)距離募集內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞遷移到損傷部位。然而由于SDF1α在損傷部位濃度低且保留時(shí)間短,導(dǎo)致內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞不能形成足夠的群落實(shí)現(xiàn)神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)連接,這是脊髓損傷修復(fù)效果不佳的原因之一。
中國(guó)科學(xué)院蘇州納米技術(shù)與納米仿生研究所生物醫(yī)學(xué)部戴建武課題組制備了一種同時(shí)可提供梯度濃度生物信號(hào)分子和有序纖維結(jié)構(gòu)的新型梯度有序支架,對(duì)它的特性及生物學(xué)效應(yīng)進(jìn)行了詳細(xì)的闡述。這種放射狀膠原/聚己內(nèi)酯電紡纖維支架,擔(dān)載具有膠原特異結(jié)合區(qū)(CBD)的生物活性分子,可方便快捷地制備存留時(shí)間長(zhǎng)、可緩慢釋放的梯度支架。另外此梯度支架具有有序纖維結(jié)構(gòu),可同時(shí)提供梯度誘導(dǎo)和接觸引導(dǎo)作用。研究表明,可制備得到生物信號(hào)分子連續(xù)梯度支架,且通過(guò)調(diào)節(jié)接收時(shí)間和接收裝置的大小可便捷地調(diào)節(jié)梯度斜率。擔(dān)載具有膠原特異結(jié)合區(qū)SDF1α(CBD-SDF1α)的梯度支架實(shí)現(xiàn)了更高的結(jié)合量,且可實(shí)現(xiàn)梯度、緩慢釋放。隨后進(jìn)行神經(jīng)干細(xì)胞培養(yǎng),發(fā)現(xiàn)與放射狀纖維支架、復(fù)合NAT-SDF1α的放射狀纖維支架、復(fù)合CBD-SDF1α的無(wú)規(guī)纖維支架相比較,復(fù)合CBD-SDF1α的放射狀纖維支架可誘導(dǎo)神經(jīng)干細(xì)胞沿著有序纖維向SDF1α高濃度方向更遠(yuǎn)距離的遷移。
我們相信,此種梯度有序纖維支架形成的神經(jīng)導(dǎo)管將促進(jìn)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞由全橫斷脊髓兩斷端向中心缺損部位遷移,為誘導(dǎo)內(nèi)源性神經(jīng)干細(xì)胞參與全橫斷脊髓損傷修復(fù)提供新思路。相關(guān)論文在線發(fā)表在Small (DOI: 10.1002/smll.201601285)上,并于當(dāng)期Frontispiece做簡(jiǎn)要介紹。
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