CSPGs靶向脂质体丝素凝胶双重递送bFGF/DTX改善脊髓神经修复效果的研究

Several secondary cascades after spinal cord injury, including apoptosis of neuron cells, demyelination, and over growth of glial scar, were considered to be the main cause of inhibition of neural regeneration. In our previous study, bFGF inhibited cell apoptosis and protected the blood spinal cord barrier after spinal injury; low dose of docetaxel was able to inhibit formation of glial scar and induce axon regeneration; which of those combination shown obvious synergistic reaction. However, in view of the inconsistent pharmacokinetics profiles between the concomitant drug (bFGF/DTX) with different physiochemical characteristics and non-specific distribution, there are few strategies with high efficiency to deliver them in treatment. In this project, we firstly design a new CSPGs-targeted liposome (CSPGs-Lip) in the silk fibroin (SF) hydrogel to encapsulate simultaneously bFGF and DTX. Combine with in situ injection to form a three-dimensional supporting gel, investigate the effect and mechanism of CSPGs-Lip-SF hydrogel with multiple comprehensive evaluation system in spinal cord injury models. This strategy will combine "targeted delivery system", "combinational therapy of multiple drug", "biomaterials", to overcome the limitation of existing therapies, and aim to develop satisfied strategy for neural regeneration after spinal cord injury.

脊髓损伤后继发的神经元细胞凋亡、脱髓鞘和胶质瘢痕增生，是限制损伤后神经修复的重要原因。我们前期研究显示，生长因子bFGF在脊髓损伤后早期具有减少神经元细胞凋亡、保护血脊髓屏障等作用；低剂量的微管稳定剂多西他赛（DTX）在具有抑制胶质瘢痕和促进轴突生长神经再生作用；两者联合应用具有明显的协同修复效果。但由于bFGF/DTX间理化性质差异大，体内分布缺乏特异性，目前仍缺乏有效方法高效联合用药。本项目拟构建可注射型的硫酸软骨素（CSPGs）靶向脂质体丝素凝胶共同包载bFGF/DTX，原位注射形成三维支撑型凝胶，通过多种技术手段综合评价其协同修复效果，观察原位注射CSPGs亲和性脂质体丝素凝胶对于脊髓损伤模型动物的神经修复效果，阐释其作用机制。本项目将靶向制剂新技术、多重药物治疗、生物材料多学科技术融合，克服已有治疗方法的局限，旨在探索脊髓损伤后神经再生修复的理想策略。

脊髓损伤（Spinal cord injury, SCI）是中枢神经系统的严重创伤，呈高发生率，高致残率，高耗费等特点，使患者的运动、感觉功能以及自主支配能力丧失。中枢神经具有不可再生性，脊髓损伤后神经元死亡是导致机体功能永久性障碍的根本原因。针对脊髓损伤（SCI）关键的多种病理生理途径，正确选择和有效地提供联合药物有望解决迄今为止为改善SCI后恢复而缺乏的临床治疗方法。在我们的研究中，设计了一种新的方案，将具有不同理化性质的多种药物靶向输送到SCI部位，详细说明神经恢复的潜在机制，并检测与联合治疗相关的任何协同效应。首先通过构建神经损伤后形成的疤痕靶向四肽（CAQK）修饰的脂质体（LIP），同时包裹多西他赛（DTX）和细胞生长因子GFs，然后进一步添加到热敏肝素修饰的泊洛沙姆水凝胶（HP）中，用于脊髓损伤后部位的局部给药（CAQK-LIP-GFs）/DTX@HP)在大鼠模型中。小动物活体光学成像系统（IVIS）分析和免疫荧光结果表明，多种药物有效地被输送到损伤部位，并且具有非常理想的滞留能力和缓释能力。GFs和DTX的联合应用通过提高神经元存活率和可塑性，提高再生潜能，支持神经再生。此外，多种药物组合的联合治疗方案可以通过调节微管、动力蛋白和生长锥功能促进轴突再生。我们的研究提供了一种多功能的治疗策略，这种神经损伤后的疤痕靶向性递送系统，在脊髓损伤的治疗应用中具有潜在的转化前景。