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《中山大学何留民/戎利民开发了新的水凝胶，用于脊髓损伤后神经再生》

  • 来源专题：战略生物资源
  • 编译者： 郭文姣
  • 发布时间：2023-09-19

  • 2023年6月23日，中山大学何留民及戎利民共同通讯在Science Advances 在线发表了题为“Cooperative assembly of a designer peptide and silk fibroin into hybrid nanofiber gels for neural regeneration after spinal cord injury”的研究论文，该研究报道了一种由小功能自组装肽（F-SAP）和大丝素蛋白（SF）制备的混合水凝胶，用于脊髓损伤后神经再生。用生物材料局部重建允许的环境是治疗脊髓损伤（SCI）的一种很有前途的策略。

    光谱分析，包括圆二色性、拉曼光谱和荧光光谱，表明SF从无规卷曲到β片的构象变化，这有助于增强所得混合水凝胶的机械性能。此外，F-SAP/SF混合水凝胶与NT-3的控制释放相结合，通过提供用于再生轴突、炎症调节和髓鞘再生的纳米纤维基质，为神经再生提供了允许的环境，从而改善了运动和电生理特性。这种水凝胶可作为SCI的长期体内支架。总之，该研究为这些混合水凝胶中分子相互作用之间的合作相互作用提供了基本的见解，并为开发促进SCI后神经再生的有效策略提供了一种有前途的方法。

    编译来源：https://mp.weixin.qq.com/s/sWkpE75jlNqqgwJzeqZ8lw

  • 原文来源：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg0234
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    • 发布时间：2018-12-01
    • 2018年8月31日/生物谷BIOON/---当人们遭受脊髓损伤时，这会损害轴突并阻止大脑向损伤部位下方的神经元发送信号，从而导致瘫痪和其他神经功能（如如膀胱控制和手部力量）的丧失。轴突是连接我们的神经元并使得它们能够通信的微小神经纤维。 在一项新的研究中，来自美国加州大学洛杉矶分校、哈佛大学和瑞士联邦理工学院的研究人员确定了一种三管齐下治疗方法，该方法能够触发轴突在啮齿类动物遭受完全的脊髓损伤后能够再生。相关研究结果于2018年8月29日在线发表在Nature期刊上，论文标题为“Required growth facilitators propel axon regeneration across complete spinal cord injury”。论文通信作者为加州大学洛杉矶分校的Michael Sofroniew和瑞士联邦理工学院的Gregoire Courtine。 图片来自Nature, doi:10.1038/s41586-018-0467-6。 根据Sofroniew的说法，几十年的研究已表明我们的神经纤维需要三种过程才能生长：第一，通过基因编程启动轴突生长；第二，纤维捕获和生长所依赖的分子途径；第三，吸引轴突沿着特定方向生长的蛋白“面包屑（bread crumb）”轨迹。 当人在子宫中发育时，这三种过程都是活跃的。在出生后，它们被关闭，但是控制生长程序的基因仍然在我们的体内沉睡着。Sofroniew的目标就是重新唤醒这些基因，随后采用三管齐下的方法重新启动整个过程。 首先，这些研究人员通过注射包装在无害病毒中的骨桥蛋白（osteopontin）、胰岛素样生长因子1（insulin-like growth factor 1）和纤毛源性神经营养因子（ciliary-derived neurotrophic factor）重新激活了小鼠脊髓中的神经细胞，其中这种病毒最初是在哈佛大学神经科学家Zhigang He的实验室中开发出来的。两周后，这些研究人员麻醉了这些小鼠并让它们的脊髓下部的轴突之间失去连接。仅它们的后腿受到影响，但是它们仍然能够移动和吃东西。 在遭受损伤两天后，这些研究人员利用成纤维细胞生长因子2（fibroblast growth factor 2）和表皮生长因子对损伤部位进行了第二次处理，以便创建出更适合轴突生长的新途径。 最后，他们释放第三组被称为化学诱导剂---胶质细胞源性神经营养因子（glial-derived neurotrophic factor）---的分子。轴突寻找出这些化学“面包屑”，其中这些化学“面包屑”提供目标所在地，就这项研究而言，目标所在地指的是存在于损伤部位另一侧的脊髓组织。 当Sofroniew和他的同事们检查了这些接受这种三管齐下方法治疗的小鼠脊髓组织时，他们发现不仅轴突通过瘢痕组织生长，而且很多神经纤维已深入到损伤部位另一侧的脊髓组织中，从而与在那里的神经元建立了新的连接。而那些接受这种组合治疗的小鼠没有在损伤部位中表现出现轴突再生。 为了测试这些发现的可重复性，这些研究人员在加州大学洛杉矶分校对小鼠和在瑞士联邦理工学院神经科学家Gregoire Courtine实验室对大鼠进行了多次重复实验。他们同样取得了稳健的结果。当他们测试新再生的轴突是否能够在这些活的动物中进行电活动时，该团队又获得了令人吃惊的发现。 Sofroniew说，“当我们在损伤部位上方利用低电流刺激这些动物的脊髓时，这些再生的轴突向损伤部位之下传递了20％的正常电活动。相比之下，那些未接受治疗的动物则没有表现出这一点。” 尽管这些发现提示着这些新形成的连接能够跨过损伤部位传递信号，但是这些啮齿类动物的移动能力并没有得到改善。Sofroniew表示，这并不出乎意料。 Sofroniew说，“我们期待这些再生的轴突将发育期间形成的轴突那样发挥作用，但是它们并并不会马上支持协调功能。正如新生儿必需学着走路那样，在遭受损伤后再生的轴突在能够恢复功能之前将需要接受培训和实践。” 这项研究人员接下来想要探究如何重新训练这些新形成的神经连接以便恢复这些动物的运动。
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    • 编译者：yanyf@mail.las.ac.cn
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