納米組織工程化脊髓修復脊髓損傷

2020-12-19 中國組織工程研究雜誌

文題釋義：

納米組織工程化脊髓：支架以膠原為原料，應用電子紡絲技術製備纖維平行排列及交錯排列的納米纖維膜，種子細胞為SD大鼠脊髓源性神經幹細胞，神經幹細胞已被證實為優質種子細胞，通過共培養7 d使神經幹細胞貼附於納米纖維膜表面，二者共同構建組織工程化脊髓。

脊髓損傷模型：實驗採用了脊髓半切損傷模型，顯露脊髓中央動脈作為中線標誌，以預先定位的T8棘突位置為中心，沿中線右側切除一矩形長3-5 mm的半橫斷脊髓缺損區域，胸髓損傷不會危及生命中樞，損傷結果確切，動物出現後肢功能障礙及尿便障礙，修復術後通過行為學/組織學及免疫組化結果進行綜合分析，得出結論。

背景：應用組織工程修復脊髓損傷是近年來的研究熱點，多數研究仍停留在體外實驗階段。

目的：將新型膠原納米纖維膜與神經幹細胞複合構建組織工程化脊髓，探尋其修復脊髓損傷的效果。

方法：以膠原為原料，應用電子紡絲技術製備纖維平行排列及交錯排列的納米纖維膜；將新生大鼠脊髓源性神經幹細胞分別接種於兩種納米纖維上培養7 d，構建組織工程化脊髓。建立SD大鼠脊髓半橫斷動物模型，隨機分5組幹預：空白對照組未植入任何材料；平行組織工程組與交錯組織工程組植入對應的組織工程化脊髓，交錯組與平行組植入對應排列的納米纖維膜。術後1-8周進行改良行為學BBB評分；術後8周取術區脊髓組織，進行蘇木精-伊紅染色與免疫組化染色。實驗獲得哈爾濱醫科大學實驗動物福利和倫理管理委員會批准。

結果與結論：①平行組織工程組術後各時間點的改良行為學BBB評分均高於其餘4組(P < 0.05)，交錯組織工程組、平行組、交錯組各時間點的評分高於空白對照組(P < 0.05)，交錯組織工程組術後2-8周的評分高於平行組、交錯組(P < 0.05)，平行組術後1，2周的評分高於交錯組(P < 0.05)；②蘇木精-伊紅染色顯示，空白對照的損傷區域幾乎無細胞結構，可見大量瘢痕組織形成；平行組、交錯組抑制了瘢痕組織形成，組織修復不明顯，鄰近組織瘢痕形成，損傷區與周圍未建立細胞聯繫；兩組織工程組支架降解區域內有大量細胞成分，局部有較多組織再生，細胞數量較多，細胞沿支架方向分布，彼此相關並與正常組織相連；③免疫組化染色顯示，兩組織工程組可見神經元細胞；④結果表明，納米組織工程化脊髓修復脊髓損傷的效果良好，以平行納米纖維膜構建的組織工程化脊髓修復效果更佳。

https//orcid.org/0000-0002-2646-5343 (周繼輝)

中國組織工程研究雜誌出版內容重點：生物材料；骨生物材料; 口腔生物材料; 納米材料; 緩釋材料; 材料相容性；組織工程

關鍵詞: 脊髓, 材料, 納米纖維, 脊髓損傷, 組織工程, 納米支架, 實驗, 鼠

引用本文：周繼輝, 姚 猛, 王巖松, 李新志, 周 遊, 黃 衛, 陳文瑤. 納米組織工程化脊髓修復脊髓損傷[J]. 中國組織工程研究, 2021, 25(10): 1550-1554.

閱讀更多請登錄《中國組織工程研究》雜誌官網

相關焦點

  • 脊髓損傷後神經修復研究進展
    亞急性期為急性期後的繼發性組織損傷期。此時，大量巨噬細胞、T細胞、小膠質細胞及中性粒細胞浸潤，導致血－脊髓屏障受損，大量炎性因子釋放，引發一系列炎症瀑布效應，造成組織二次損傷。脊髓的二次損傷會進一步影響突觸重塑及神經環路再生，成為脊髓損傷修復的主要障礙之一。
  • 「換頭術」的世界難題:脊髓損傷修復不解決,則「毫無意義」
    「這兩篇文章與脊髓損傷修復無關。」戴建武說：「一篇文章動物試驗僅存活很短時間，一個是屍體上完成縫合，根本沒有脊髓再生證據。」脊髓修復之難脊髓是人和脊椎動物中樞神經系統的一部分，它被椎管所護，較為脆弱也非常重要。
  • 一種試驗性藥物 有助於修復脊髓損傷
    原標題：一種試驗性藥物 有助於修復脊髓損傷 　　新華社倫敦電 （記者劉石磊）英國《自然》雜誌4日報導說，動物實驗顯示，一種新藥可使受傷脊柱中的脊髓神經細胞重新生長，並修復損傷，受試實驗鼠的運動能力和小便控制能力都有所恢復。
  • 「黑盒子」神經幹細胞移植成功修復脊髓損傷
    「黑盒子」神經幹細胞移植成功修復脊髓損傷 2020-08-11 16:53 來源：澎湃新聞·澎湃號·湃客
  • 如何解決脊髓損傷後瘢痕組織產生?Nature今日文章給出答案
    如哈佛醫學院附屬波士頓兒童醫院何志剛團隊發現在小鼠運動皮層神經元中敲除Pten，Socs3基因，或者過表達Osteopontin與IGF1,能夠有效促進脊髓損傷後CST再生，恢復 CST控制的運動功能。然而，脊髓損傷後，損傷部位瘢痕組織的產生仍然是抑制再生的另一重要難題。
  • 創傷性脊髓損傷後脊髓微環境失衡的研究進展
    但也有研究表明，中性粒細胞可促進SCI的修復。Stirling等通過Ly6G/Gr-1抗體特異性降低小鼠SCI後早期中性粒細胞的浸潤後，脊髓組織損傷範圍擴大、小鼠運動功能受損加重、星形膠質細胞反應性降低以及膠質瘢痕形成障礙；同時，Ly6G/Gr-1抗體處理組的小鼠骨形態發生蛋白（BMPs）、成纖維生長因子（FGFs）、血管內皮生長因子（VEGFs）和神經營養因子（NTFs）生成顯著降低。
  • 幹細胞可幫助修復受損脊髓
    核心提示：斯德哥爾摩瑞典卡羅林斯卡醫學院研究人員8日報告說，他們研究發現一類名為室管膜細胞的幹細胞不僅可幫助生成更多新的脊髓細胞，還能幫助恢復脊髓功能。這一成果將有助於研究人員尋找治療人類各種脊髓損傷的新療法。
  • 前沿:幹細胞移植治療脊髓損傷前景廣闊!
    隨著再生醫學技術的發展，幹細胞被用於身體各種組織中的種子細胞，在再生修復中顯示出良好的應用前景。在過去的30年中，隨著幹細胞研究的不斷深入，目前，使用間充質幹細胞治療脊髓損傷已成為臨床研究的方向。幹細胞移植為脊髓損傷提供了一種新的臨床幹預辦法。傳統方法幹預脊髓損傷效果不盡人意脊髓損傷（SCI）是一種具有很高致殘率的中樞神經系統損傷。
  • 研究揭示小膠質細胞和巨噬細胞促進脊髓損傷修復的機制
    研究揭示小膠質細胞和巨噬細胞促進脊髓損傷修復的機制 作者：小柯機器人 發布時間：2020/3/3 16:54:41 近日，美國西奈山伊坎醫學院Hongyan Zou、Roland H.
  • 神經幹細胞移植治療脊髓損傷的研究進展
    急性期後，神經組織處於修復階段，利於移植細胞的存活與分化，因此目前提倡延遲移植，即急性期後移植。研究認為脊髓損傷後的1～2周為細胞移植的窗口期，該階段移植能取得最佳的移植效果。Liang等從自然流產胎兒皮層中獲得人神經幹細胞，體外擴增後植入胸段脊髓完全橫斷的小鼠體內，組織病理結果顯示皮質脊髓束纖維顯著再生並重新形成突觸連接，小鼠的後肢運動功能恢復良好。Fujimoto等將iPS來源的神經幹細胞植入脊髓損傷模型後，其分化為神經元並形成突觸連接，與體內神經系統整合促進小鼠後肢功能的恢復。
  • 日媒:日本將用iPS細胞治療脊髓損傷
    新華社北京2月26日新媒體專電 日媒稱，日本厚生勞動省專家委員會近期批准了慶應義塾大學使用誘導性多能幹細胞（iPS細胞）治療脊髓損傷的臨床研究。研究人員希望通過移植使因事故等損傷的神經再生，恢復失去的運動機能和感覺。
  • 誘導急性脊髓損傷模型大鼠炎症反應信號通路的變化
    目的：分析脊髓損傷後炎症反應發生機制與HMGB-1/TLR4/NF-κB信號通路的相關性。結果與結論：①脊髓損傷後，3 d脊髓及血液中高遷移率族蛋白1的表達量明顯高於6 h，24 h，7 d(P < 0.05)；②脊髓損傷3 d時，甘草酸組脊髓中高遷移率族蛋白1、Toll樣受體4、核因子κB、白細胞介素6、腫瘤壞死因子表達低於模型組
  • 戴建武研究組NSR發表綜述總結其在脊髓損傷再生微環境重建的系列...
    戴建武研究組NSR發表綜述總結其在脊髓損傷再生微環境重建的系列研究成果中國科學院遺傳與發育生物學研究所戴建武領導的再生醫學團隊從事脊髓損傷再生修復與機理研究17年來，在脊髓損傷後再生微環境重建的研究中取得了重要研究進展，他們的研究成果最近以綜述形式發表。 脊髓損傷後會引發一系列生化級聯反應，在損傷周圍產生一個抑制神經再生的微環境。
  • 血小板衍生生長因子能促進脊髓損傷後運動功能的恢復
    來自中國溫州醫科大學的張宏宇團隊最新研究發現，血小板衍生生長因子能夠通過調節自噬流來促進內皮細胞的修復，改善血脊髓屏障的功能，減輕脊髓損傷後運動功能的障礙。在以往的研究中，張宏宇等已證實血小板衍生生長因子能夠有效的恢復血脊髓屏障，但尚未深入探索其研究。此次實驗發現血小板衍生生長因子可通過調節自噬流來促進內皮細胞的修復。
  • 《中國神經再生研究(英文版)》雜誌2018-2019年最受歡迎脊髓損傷研究文章介紹
    《中國神經再生研究（英文版）》雜誌將與您共同分享2018-2019年出版的脊髓損傷與修復的高被引文章：1. 出版年: JAN 2018被引頻次: 14蘆丁何以修復脊髓損傷？中國山東大學附屬濟南中心醫院寧斌等的一項最新研究發現，蘆丁可促進脊髓損傷修復，其機制與抗氧化，抗炎和抑制p38 MAPK通路有關。蘆丁是一種黃酮類物質，具有抗炎、抗氧化、抗病毒、抗腫瘤和免疫調節作用。
  • 脊髓損傷後大腦運動皮質的重塑在何處發生？
    該研究還發現脊髓半切以後，雙側大腦運動皮質均發生不同程度重塑，並且這種重塑水平隨著時間變化而變化。功能性磁共振成像和神經電生理只能在大體上粗略評估重塑變化，離體切片後共聚焦顯微鏡觀察的方法只能通過切片斷面的形式在不同的動物身上觀察到樹突棘合併後的變化，僅能夠部分且粗略地評估脊髓損傷後樹突棘形態和數量的變化。
  • 脊髓全橫斷損傷後Sox9陽性細胞的時空動態變化以及增殖分化的命運變化
    /或細胞因子以橋接或填充病變區域，建立神經橋接以促進運動功能恢復），內源性（如通過調節內源性軸突再生和髓鞘再生來促進脊髓損傷的修復）或者兩者結合的治療策略修復脊髓損傷已取得了一定進展。如能對脊髓損傷後脊髓中各種細胞的譜系追蹤和時空表達模式進一步解析，將更有利於研究者深入了解脊髓損傷後的病理變化機制從而促進脊髓損傷修復。Sox9(Sex-determining Region Y (SRY) box 9)是一類高度保守的轉錄因子。在小鼠胚胎發育的第8.5天（E8.5）時，在神經管背側的神經嵴細胞中最先檢測到Sox9。
  • 駐留神經幹細胞促進脊髓修復
    駐留神經幹細胞促進脊髓修復 作者：小柯機器人 發布時間：2020/10/3 22:55:18 瑞典卡羅林斯卡學院Jonas Frisén課題組取得一項新突破。
  • 急性脊髓損傷(ASCI)小鼠模型的建模方法
    然後採用脊髓打擊器，於暴露脊髓處施加 90 kilodynes 的力造成挫傷型脊髓損傷，SCI 後連續 10 天每天肌肉注射慶大黴素（8mg/kg）防止術後感染，並每天兩次人工膀胱按壓擠尿直至恢復自主膀胱活動為止（防止尿瀦留）。
  • 雷公藤甲素幹預脊髓損傷模型Thy-YFP轉基因小鼠調節自噬及抑制細胞凋亡
    此外，雷公藤甲素能通過抑制星形膠質細胞增生、小膠質細胞活化和抑制炎症反應促進脊髓損傷修復。假手術組只進行椎板切除術，不損傷脊髓；其他3組建立脊髓損傷模型。BMS評分檢測小鼠運動功能恢復情況，蘇木精-染色及Nissl染色法檢測各組脊髓組織恢復情況，免疫印跡及免疫螢光染色檢測各脊髓組織中自噬相關蛋白Beclin-1、LC3B、p62及凋亡相關蛋白Bcl-2、Bax、caspase-3的蛋白水平。動物倫理獲得河北北方學院批准(W20200002)。