简介
脊髓损伤(spinal cord injury,SCI)是一种病情严重、预后不良的神经系统损伤,给患者、家属乃至社会造成沉重负担。近年神经干细胞(NSCs)移植治疗脊髓损伤取得令人瞩目的突破,目前认为 NSCs 移植是临床治疗 SCI 最具前景的手段之一。但 NSCs 移植治疗 SCI 在实践中仍然存在困难,其面临障碍主要有二:
一是移植 NSCs 在损伤后脊髓病理微环境存活少,而且绝大多数倾向于分化为星形胶质细胞而非神经元,因此 NSCs 移植治疗 SCI 的一个关键问题是如何增加移植 NSCs 存活并使其更多地定向分化为脊髓神经元而非胶质细胞;
二是经胰蛋白酶处理的移植 NSCs 以细胞悬浮液形式直接移植入脊髓横断损伤部位后,只能存活在横断病灶边缘而不能均匀填充损伤裂隙,造成分化后神经元的轴突延伸只能部分桥接损伤区域,亟待有能均匀负载 NSCs 并填充损伤裂隙的支撑物,该支撑物还应能满足 NSCs 分化后神经轴突延伸生长的需要,并能降解吸收,有良好的脊髓组织相容性等。
申请者前期研究证实,Pluronic F-127(PF-127)水凝胶复合 LINGO-1 拮抗剂构建神经仿生支架联合移植能明显促进脊髓全横断动物神经再生和功能恢复。PF-127 是新型智能温敏型生物材料,在负载基因药物及种子细胞方面有着独特的优势,并可填补脊髓损伤裂隙,为种子细胞提供三维生长空间及神经再生和轴突延伸的支架。LINGO-1 是中枢神经损伤后负性调控神经再生的重要分子,可与损伤后脊髓病理微环境中的髓鞘抑制因子结合转导抑制神经再生的信号,因此靶向拮抗LINGO-1 可改善脊髓微环境,为神经再生创造条件。申请者进一步的研究发现拮抗 LINGO-1 可使大鼠胚胎 NSCs 向神经元定向分化。基于前期工作,申请者采用 PF-127 水凝胶、LINGO-1 拮抗剂和神经生长因子“鸡尾酒”复合构建有利 NSCs 存活、定向分化及神经再生的模拟改良脊髓微环境神经仿生支架,三维培养大鼠胚胎 NSCs,并用该神经仿生支架负载 EGFP 报告基因标记的 NSCs 植入脊髓全横断大鼠,系统观察了其对移植 NSCs 发育分化的作用及对损伤后神经再生和功能恢复的影响,研究结果为SCI 治疗提供了新途径和新方法。研究获得了具有自主知识产权的国家发明专利2项和高水平 SCI 文章,为进一步的转化医学应用奠定了基础。