神经修复,在干细胞的帮助下

神经修复,在干细胞的帮助下
D.凯西·卡伦。图片来源:Eric Sucar

根据宾夕法尼亚大学牙科医学院和佩雷尔曼医学院的跨学科团队的一项研究,一种修复周围神经的新方法将牙龈来源的间充质干细胞的再生能力与生物支架结合起来,使面部损伤后的神经功能恢复。

面对修复面部或口腔的重大神经损伤,熟练的外科医生可以从手臂或腿上取下一根神经,用它来恢复原始创伤部位的运动或感觉。这种方法被称为神经自体移植,是标准的治疗方法,但也有缺点。除了对之前未受伤的身体部位造成损害外,这种手术并不总是能使神经完全和有功能地再生,尤其是对较大的损伤。

科学家和临床医生最近一直在采用一种不同的策略来再生功能性神经,其中包括市面上可买到的支架来引导神经生长。在实验方法中,这些支架被注入生长因子和支持再生。但到目前为止,这些努力并没有完全成功。由于不能诱导大量再生的轴突穿过移植物,然后充分成熟并再生髓磷脂(周围的绝缘材料),恢复时间可能会缩短这使得他们可以快速有效地射击。

在引导神经修复的创新方法中,分享在杂志上再生医学,宾夕法尼亚大学的研究小组哄骗人类牙龈衍生(GMSCs)生长雪旺样细胞,周围神经系统的促再生细胞,产生髓磷脂和神经生长因子。目前的工作表明,将这些细胞注入支架,并使用它们指导颜面神经损伤的修复和自体移植手术一样有效。

“我们想创造一种生物方法,利用干细胞的再生能力,而不是引起不必要的疾病的自体移植,”他说安勒他是这项研究的资深作者,也是宾夕法尼亚大学牙科医学院口腔颌面外科/药理学系主任和教授。“能够以这种方式再造神经细胞真的是一种新的范式。”

十多年来,Le的实验室率先使用GMSCs治疗多种炎症性疾病,并再生各种类型的颅面组织。牙龈组织容易提取,愈合迅速,提供了一个可获得的GMSCs来源。事实上,牙龈组织经常在日常牙科手术中被丢弃。Le说,GMSCs帮助神经再生的潜力也部分归功于这些细胞的共同谱系。“从胚胎学上讲,我们知道颅面组织和神经一样来自同一种神经嵴祖细胞,”Le说。“这就是这个系统的美妙之处。”

Le和他的同事,现在是宾夕法尼亚大学牙科医学院的一名教员,以张群洲(音译)为首,能够应用他们之前对GMSCs的理解,在胶原基质中培养它们,使用特定的条件,鼓励细胞生长得更像雪旺细胞,细胞的身份被各种遗传标记证实。

“我们观察到这个非常有趣的现象,”Le说,“当我们改变基质密度并将细胞三维悬浮时,它们就会有更多的神经嵴特性,就像雪旺细胞一样。”

为了推进这项工作,勒找到了佩雷尔曼医学院的d·凯西·卡伦(D. Kacy Cullen),他是一位从事神经修复工作15年的生物工程师。Cullen和他的同事在制造和测试神经支架材料方面具有专业知识。

研究人员使用市面上可买到的神经生长支架,将细胞导入胶原水凝胶中。“这些细胞迁移到神经移植物中,形成一层雪旺细胞,”勒说。“通过这样做,它们形成了功能化的神经引导,在受伤留下的间隙中引导轴突的生成。”

卡伦说:“要让宿主雪旺氏细胞遍布整个生物支架,你基本上就接近于自然神经修复。”事实上,当Le和Cullen的团队合作将这些移植物植入面部神经损伤的啮齿类动物体内,然后测试结果时,他们看到了功能修复的证据。这些动物的面部下垂比那些接受“空”移植物的动物更少,神经传导也得到了恢复。移植后植入的干细胞也在动物体内存活了几个月。

他说:“接受灌注细胞的神经导管的动物表现与接受自体移植修复的动物相当。”“当你能够在不进行第二次自体移植手术的情况下达到金标准手术的性能时,这肯定是一项需要进一步研究的技术。”

虽然目前的研究致力于修复神经中的一个小缝隙,但研究人员的目标是继续改进方法,试图修复更大的缝隙,当口腔癌需要手术切除肿瘤时,这种缝隙通常会出现。“该油田迫切需要被称为‘活脚手架’的东西来指导再生,”Cullen说。

Le指出,这种方法将使口腔癌或面部创伤患者有机会使用自己的组织来恢复运动功能和感觉,并在修复后改善美容效果。

虽然Le的团队专注于头部和颈部,但该模型的进一步研究可能会转化为身体其他部位的修复也一样。她说:“我希望我们能继续将这项研究推向临床应用。”


进一步探索

这需要大量的神经:科学家制造细胞来帮助周围神经修复

更多信息:张群洲等,利用三维胶原水凝胶定向转化人GMSCs到scp样细胞生成功能化神经导管,再生医学(2021)。DOI: 10.1038 / s41536 - 021 - 00170 - y
引用:神经修复,干细胞的帮助(2021年,10月7日),2022年5月31日从//www.puressens.com/news/2021-10-nerve-stem-cells.html检索
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