新型组织工程神经导管修复损伤脊髓后的单向轴突再生

doi:10.4103/1673-5374.289436

摘要/Abstract

摘要：

生物材料桥接提供了可引导病变处的轴突生长的基底材料。为了获得有效的神经再生导向，有必要联合应用生物材料、细胞和营养因子。（1）实验评估了填充了不同密度层粘连蛋白包被的单向聚丙烯长纤维、许旺细胞、胶质细胞源性神经营养因子的聚（丙烯腈-共氯乙烯）神经导管桥接成年大鼠第10胸段脊髓半切缺损后促进神经再生的作用；（2）结果发现上述组织工程神经导管缩小了脊髓空洞，减轻了星形胶质细胞胶质增生和移植物边界处的炎症反应。层粘连蛋白包被的低密度长纤维为轴突再生提供了最有利的方向引导，且该作用在许旺细胞和胶质细胞源性神经营养因子的共同作用下增强；（3）这些结果表明，长纤维填充的神经导管，黏附分子层粘连蛋白，许旺细胞和胶质细胞源性神经营养因子的组合策略利于刺激脊髓损伤后方向性轴突再生。这项研究已于2015年10月29日获得印第安纳大学大学动物保护与使用委员会（IACUC＃：11011）的批准。

https://orcid.org/0000-0002-7229-0081 (Xiao-Ming Xu)

Abstract: Biomaterial bridging provides physical substrates to guide axonal growth across the lesion. To achieve efficient directional guidance, combinatory strategies using permissive matrix, cells and trophic factors are necessary. In the present study, we evaluated permissive effect of poly (acrylonitrile-co-vinyl chloride) guidance channels filled by different densities of laminin-precoated unidirectional polypropylene filaments combined with Schwann cells, and glial cell line-derived neurotrophic factor for axonal regeneration through a T10 hemisected spinal cord gap in adult rats. We found that channels with filaments significantly reduced the lesion cavity, astrocytic gliosis, and inflammatory responses at the graft-host boundaries. The laminin coated low density filament provided the most favorable directional guidance for axonal regeneration which was enhanced by co-grafting of Schwann cells and glial cell line-derived neurotrophic factor. These results demonstrate that the combinatorial strategy of filament-filled guiding scaffold, adhesive molecular laminin, Schwann cells, and glial cell line-derived neurotrophic factor, provides optimal topographical cues in stimulating directional axonal regeneration following spinal cord injury. This study was approved by Indiana University Institutional Animal Care and Use Committees (IACUC #:11011) on October 29, 2015.

Key words: axonal regeneration, extracellular molecule, filament density, hemisection, laminin, neurotrophic factor, Schwann cell, spinal cord injury, thoracic, transplantation

. 新型组织工程神经导管修复损伤脊髓后的单向轴突再生[J]. 中国神经再生研究(英文版), 2021, 16(1): 186-191.

Ling-Xiao Deng, Nai-Kui Liu, Ryan Ning Wen, Shuang-Ni Yang, Xuejun Wen, Xiao-Ming Xu. Laminin-coated multifilament entubulation, combined with Schwann cells and glial cell line-derived neurotrophic factor, promotes unidirectional axonal regeneration in a rat model of thoracic spinal cord hemisection[J]. Neural Regeneration Research, 2021, 16(1): 186-191.

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：新型组织工程神经导管修复损伤脊髓后的单向轴突再生

轴突再生失败是脊髓损伤后功能恢复的主要障碍。尽管促进轴突再生的组合策略已应用于靶向复杂的病理生理过程，但在理解轴突生长相关的分子细胞和系统水平的支持方面尚未得到共识。重要的原因之一是缺乏能够严格区分再生是否来源于残余轴突发芽的动物模型。

完全横断提供了令人信服的轴突再生证据，但其导致高死亡率和严重伤害，难以出现明显的功能恢复。印第安那大学医学院的Xiao-Ming Xu教授等在其最新研究中建立单侧脊髓半切损伤大鼠模型，这样可以保留足以维持膀胱和肠功能的脊髓一侧的结构完整性和功能，利于研究脊髓单侧特定轴突途径的再生。

为了有效地轴突再生，必须提供允许轴突以单向定向再生的物理基质。成功的再生方法的共同特征是能够沿单向排列的地形直接引导轴突生长或诱导排列的胶质细胞群以提供细胞底物来引导再生的轴突。在体外，聚丙烯长纤维可促进背根神经节神经突生长。然而，这些聚合物长丝是否能够促进中枢神经系统神经突的生长尚不清楚。

Xu等的开展动物实验，评估了填充不同密度层粘连蛋白包被的单向聚丙烯长纤维、许旺细胞、胶质细胞源性神经营养因子的聚（丙烯腈-共氯乙烯）神经导管桥接成年大鼠第10胸段脊髓半切缺损后促进神经再生的作用。结果发现层粘连蛋白包被的低密度长纤维为轴突再生提供了最有利的方向引导，且该作用在许旺细胞和胶质细胞源性神经营养因子的共同作用下增强；这种再生伴随着病变腔的显著减少，星形胶质细胞胶质细胞反应以及移植物-宿主界面的炎症反应的减轻。

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1期。