应用组织工程学方法修复脊髓损伤基本问题的研究

【摘要】：脊髓损伤的治疗是临床上的难题,也是神经科学领域研究的热点。本文根据组织工程学的基本原理,选取具有应用前景的种子细胞和支架材料,从体外到体内对修复脊髓损伤的基本问题进行了研究,主要研究内容与结果如下: (1)从成年大鼠的嗅球提取嗅鞘细胞,经过一系列纯化步骤得到可供移植的高纯度嗅鞘细胞,进行免疫荧光鉴定。从孕12天的胎鼠大脑皮层提取神经干细胞,免疫荧光鉴定表明无论是单细胞还是神经球都高度表达其标志性蛋白巢蛋白(nestin)。在含有10%胎牛血清的培养基中单独培养神经干细胞5天发现绝大多数的神经干细胞都分化成了星形胶质细胞,而共培养嗅鞘细胞和神经干细胞的结果表明嗅鞘细胞的存在能够促进神经干细胞向神经元分化。 (2)建立脊髓损伤模型,在成年大鼠胸髓第九节处(T9)进行3/4横切。手术后一周,四组脊髓损伤的大鼠分别注射DMEM/F12培养基、嗅鞘细胞、神经干细胞和两种细胞共混物。功能学恢复评价结果表明共移植组的BBB评分明显高于其他三组,免疫组织化学染色和组织学观察的结果都表明有新生神经纤维通过损伤区。共移植嗅鞘细胞和神经干细胞能够同时促进神经再生和改善运动功能恢复。共移植的效果要好于单独移植嗅鞘细胞或者神经干细胞。 (3)分别制备了壳聚糖膜、多孔支架材料和多微通道导管,研究了神经干细胞在三种材料上分化和增殖的结果。在含有10%胎牛血清的培养基中,神经干细胞在壳聚糖膜上绝大部分都分化成了星形胶质细胞,而在壳聚糖多微通道导管中分化成神经元的比例有明显增加。在含有碱性成纤维生长因子(bFGF)的无血清培养基中,神经干细胞在壳聚糖膜上表现出了最好的增殖结果,在多微通道导管上有适度的增殖,而在多孔支架材料上增殖最少。以上结果表明,壳聚糖的拓扑学结构对于调控神经干细胞分化和增殖起着重要作用。 (4)制备了壳聚糖—海藻酸钠水凝胶作为嗅鞘细胞和神经干细胞的载体。体外表征结果表明壳聚糖—海藻酸钠水凝胶是通过壳聚糖上带正电的氨基基团和海藻酸钠上带负电的羧基基团之间相互作用构建而成。两种细胞在壳聚糖—海藻酸钠水凝胶上都表现出较好的增殖结果,表明了此水凝胶在神经组织工程中具有良好的应用前景。