用两性去污剂和核酸酶制备人去细胞同种异体神经移植物

doi:10.4103/1673-5374.306091

摘要/Abstract

摘要：

已有动物研究结果显示，两性去污剂和核酸酶（脱氧核糖核酸酶I和核糖核酸酶A）的组合是最可靠的周围神经去细胞化学试剂，但用于人同种异体神经移植去细胞的最佳化学试剂组合尚需进一步探讨。为了解两种不同的去细胞方法来制备人去细胞同种异体神经移植，以便找到去除组织免疫原性细胞成分并保留基底层和细胞外基质的最佳方案。实验评估了正中神经和腓肠神经的去细胞状态，以研究该方案是否可应用于大直径人周围神经。使用两种不同的方法将尸体的正中神经和腓肠神经去细胞：非离子去污剂-阴离子去污剂（Triton X-100和脱氧胆酸钠）和两性去污剂-核酸酶（脱氧核糖核酸酶I和核糖核酸酶A）。用两性去污剂-核酸酶处理的中，腓肠神经成功清除了所有细胞组分。然而，使用非离子型去污剂-阴离子型去污剂处理正中神经去除细胞组分不完全。用两性去污剂-核酸酶处理的正中神经和腓肠神经均保持完整细胞外基质。用非离子去污剂-阴离子去污剂处理可减少两种神经中的胶原蛋白含量，而两性去污剂-核酸酶处理则不会降低胶原蛋白含量。此外，接触细胞毒性实验表明，两性去污剂-核酸酶方法处理的神经具有生物相容性。强度破坏测试表明，使用两性去污剂-核酸酶方法可以使去细胞神经的生物力学性能与新鲜神经相当。两性去污剂-核酸酶方法比基于去污剂的方法组合显示出更好的细胞去除和细胞外基质保存性能。

https://orcid.org/0000-0001-5104-4634 (Jae Kwang Kim)

Abstract: Animal studies have shown that amphoteric detergent and nuclease (DNase I and ribonuclease A) is the most reliable decellularization method of the peripheral nerve. However, the optimal combination of chemical reagents for decellularization of human nerve allograft needs further investigation. To find the optimal protocol to remove the immunogenic cellular components of the nerve tissue and preserve the basal lamina and extracellular matrix and whether the optimal protocol can be applied to larger-diameter human peripheral nerves, in this study, we decellularized the median and sural nerves from the cadavers with two different methods: nonionic and anionic detergents (Triton X-100 and sodium deoxycholate) and amphoteric detergent and nuclease (3-[(3-cholamidopropyl)dimethylammonio]-1-propanesulfonate (CHAPS), deoxyribonuclease I, and ribonuclease A). All cellular components were successfully removed from the median and sural nerves by amphoteric detergent and nuclease. Not all cellular components were removed from the median nerve by nonionic and anionic detergent. Both median and sural nerves treated with amphoteric detergent and nuclease maintained a completely intact extracellular matrix. Treatment with nonionic and anionic detergent decreased collagen content in both median and sural nerves, while the amphoteric detergent and nuclease treatment did not reduce collagen content. In addition, a contact cytotoxicity assay revealed that the nerves decellularized by amphoteric detergent and nuclease was biocompatible. Strength failure testing demonstrated that the biomechanical properties of nerves decellularized with amphoteric detergent and nuclease were comparable to those of fresh controls. Decellularization with amphoteric detergent and nuclease better remove cellular components and better preserve extracellular matrix than decellularization with nonionic and anionic detergents, even in large-diameter human peripheral nerves. In Korea, cadaveric studies are not yet legally subject to Institutional Review Board review.

Key words: median nerve, sural nerve, nuclease, detergent, human decellularized nerve graft

用两性去污剂和核酸酶制备人去细胞同种异体神经移植物 [J]. 中国神经再生研究(英文版), 2021, 16(9): 1890-1896.

Joo-Yul Bae, Suk Young Park, Young Ho Shin, Shin Woo Choi, Jae Kwang Kim. Preparation of human decellularized peripheral nerve allograft using amphoteric detergent and nuclease[J]. Neural Regeneration Research, 2021, 16(9): 1890-1896.

参考文献

引言

出版重点

《中国神经再生研究（英文版）》杂志为SCI、PubMed数据库收录的国际唯一一本专注神经再生领域研究的经同行评议的开放获取期刊，出版来自全球神经再生领域专业学者的前沿性基础研究及临床研究及转化医学、循证医学优秀的最新成果。

期刊出版来自于脑损伤与神经再生、脊髓损伤与神经再生、周围神经损伤与神经再生和神经退行性病与神经再生、神经影像与神经再生的相关研究。期刊关注神经损伤与再生过程中的轴突再生、突触生长、神经可塑性、神经修复和替代、神经移植等最新研究成果。尤其关注应用细胞治疗、基因治疗、生物因子治疗、药物治疗、手术治疗、康复治疗、物理疗法、组织工程、生物工程、生物材料、神经假体等干预性方法产生神经再生效果的相关研究。文章应清晰描述抑制神经元损伤、减轻神经元损伤的一系列变化，保护损伤神经元的过程、方法、程度与评价，突出从细胞分子水平以及分子生物学水平解释神经元损伤后以及预后再生的机制。

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延伸阅读

Neural Regen Res：两性去污剂与核酸酶组合是制备人去细胞同种异体神经移植物的最佳方法？

目前在临床上修复周围神经损伤的方法首选无张力的端端神经吻合。当神经缺损距离较大时，则主要应用自体神经移植物进行修复。然而，由于对供体部位损害和缺乏足够的供体神经，以及供体与受体之间的尺寸不匹配，使得自体神经移植物的使用受到限制。因而，同种异体去细胞神经移植物以得到研究者广泛关注。为了实现同种异体神经移植的实施，去细胞方法应通过完全去除细胞成分来消除移植物抗原性，并保持基底层和细胞外基质（ECM）的完整性。当前可用的脱细胞技术可以分为物理方法，化学去污剂，生物制剂。其中，化学试剂，尤其是基于去污剂的去细胞是最常用的。最近，许多研究人员报道了使用核酸酶和去污剂的组合进行神经移植物的去细胞。

尽管已报道了几种方法，但尚未建立使用脱细胞作用消除细胞成分并维持基底层以及细胞外基质（ECM）完整性的最有效方法。Shin等于2019年比较了多种洗涤剂和基于核酸酶的神经碎片去细胞方法。他们系统地比较了六种不同的去污剂混合物与核酸酶方法对动物的影响，发现两性去污剂（CHAPS）和核酸酶（脱氧核糖核酸酶I和核糖核酸酶A）的组合是最可靠的去细胞化学试剂。基于Shin等人的研究，韩国蔚山大学医学院的Joo-Yul Bae等尝试应用两性去污剂与核酸酶组合方法对取自尸体的相对大直径的正中神经和小直径腓肠神经进行去细胞处理。发现用两性去污剂-核酸酶处理的中，腓肠神经成功清除了所有细胞组分。然而，使用非离子型去污剂-阴离子型去污剂处理正中神经去除细胞组分不完全。用两性去污剂-核酸酶处理的正中神经和腓肠神经均保持完整细胞外基质。用非离子去污剂-阴离子去污剂处理可减少两种神经中的胶原蛋白含量，而两性去污剂-核酸酶处理则不会降低胶原蛋白含量。此外，接触细胞毒性实验表明，两性去污剂-核酸酶方法处理的神经具有生物相容性。强度破坏测试表明，使用两性去污剂-核酸酶方法可以使去细胞神经的生物力学性能与新鲜神经相当。两性去污剂-核酸酶方法比基于去污剂的方法组合显示出更好的细胞去除和细胞外基质保存性能。

上述研究结果发表于《中国神经再生研究（英文版）》杂志2021年第9期。