可调控免疫微环境的水凝胶最新发现,可促进全横断脊髓神经损伤再生修复!

发布时间:2020-03-12 09:46     文章来源:未知     作者:bobapp登陆生物

脊髓损伤修复是目前最具挑战性的医学难题,早在公元前1700年,人类就认识到脊髓损伤是不能治愈的疾病,而3700年多后的今天,脊髓损伤的临床治疗手段依然进展甚微。
全球每年有超过30万脊髓损伤病例,其难治愈的主要原因是脊髓损伤后发生一系列生理及病理反应在损伤部位形成一个不利于神经再生的微环境,因此重塑脊髓损伤再生微环境是修复脊髓损伤的很重要的一方面。

小胶质细胞是脊髓固有的天然性免疫细胞,脊髓损伤后快速激活,激活的小胶质细胞/巨噬细胞可以持续性地处于活化状态,分泌大量的促炎因子参与形成损伤后的再生抑制微环境,进而阻碍脊髓损伤的修复。因此,如何调控脊髓损伤中的持续性促炎反应是重塑脊髓损伤再生微环境的一个重要策略。

近日,一项发表在Biomaterials》(IF=10.273)的来自中科院遗传发育所戴建武研究员再生医学研究团队的研究开发了可调控免疫微环境的水凝胶促进全横断脊髓神经损伤再生修复!

 

 

该研究首先发现集落刺激因子I受体抑制剂(PLX3397)可以特异性并安全有效的清除脊髓内小胶质细胞(图1),将脊髓损伤后过度激活的小胶质细胞替换为低炎症、未激活的小胶质细胞。继而在此基础之上,研发可以在损伤区快速凝固的光敏水凝胶,联合PLX3397应用于小鼠全横断脊髓损伤修复(图2)

 

图1:PLX3397药物分别处理0、7和14天后脊髓内小胶质细胞的免疫荧光图像

 

图2:(A)脊髓损伤模型和实验示意图;(B)Iba1阳性小胶质细胞/巨噬细胞的分支状和激活态表型;(C-F)定量分析Control、Gelatin、MDR和MDR+Gelain四组中各种表型小胶质细胞/巨噬细胞百分比

 

利用此方法可以显著降低脊髓损伤后激活的小胶质细胞/巨噬细胞介导的持续性促炎反应,大幅度降低促炎因子表达。降低脊髓损伤后激活的小胶质细胞/巨噬细胞介导的持续性促炎反应可以有效促进脊髓损伤区的Tuj-1阳性神经元的产生。进一步地利用 Nestn-CreERT2;LSL-tdTomato谱系示踪小鼠发现,小胶质细胞/巨噬细胞再殖情况下,可促进激活Nestin阳性的子代细胞更多的迁移至损伤区并分化成为Tuj-1阳性神经元。该水凝胶构建了一个低炎症,利于脊髓损伤修复的再生微环境,为脊髓再生修复提供了新视角


      参考文献:

[1] Ma D., et al., A novel hydrogel-based treatment for complete transection spinal cord injury repair is driven by microglia/macrophages repopulation. Biomaterial. 2020

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