周围神经损伤在创新修复模式下神经肌肉接头的功能和形态学变化研究

Peripheral nerve injury is a common clinical traumatical disease, which at most time results in disability. The commonly used nerve repair approaches include nerve autograft, bridging conduit and so on. In addition, many other approaches have been identified to be effective to promote nerve regeneration. However, even though the nerve regeneration was observed morphologically, the injuried extremity was not recovered ideally, especially for the long defect, the function of extremities were nearly lost. One of the most important reasons is that the regenerated nerve can not form effective link with the objective organism. After nerve injury, Wallerian degeneration happened in the distal nerve stump, and structural and functional changes happened in the neuromuscular junction.With the elongation of denervation, the acetylcholine receptor subunits were not limited on the postsynaptic membrane but widely distributed in the fibers. The number of endplate decreased and at last diminished. Success of nerve regeneration depends on the successful reconstruct of neuromuscular junction. The previous study on nerve regeneration mostly focused on the regeneration of nerve, but little was known about the neuromuscular junction recovery. This study aims to learn the final effect of novel approaches of nerve repair that were discovered previously by our lab, with the purpose of improve the recovery of extremity function.

周围神经损伤是临床常见创伤，许多病例致伤后终身残疾。临床常用的修复神经的方法包括神经原位缝合、神经移植、神经套管等。除此之外，还有很多方法已被实验证实可以有效促进神经再生。然而，尽管形态学上观察到神经组织的再生，但患肢功能恢复并不理想，特别是神经大段缺损，肢体功能可能几近丧失。其中一个重要原因就是再生的神经与远端靶器官不能实现有效的对接。神经损伤后，远端断端发生华勒变性，神经肌肉接头发生结构和功能的改变。随着失神经支配时间的延长，突触后膜的乙酰胆碱受体亚单位也不再局限于突触后膜，而是广泛分布于肌纤维；运动终板数量减少，以至于最终消失。神经再生能否成功最终取决于神经肌肉接头能否有效重建。以往的神经再生的研究多数只关注神经组织的再生情况，但对于神经肌肉接头的恢复了解甚少。本研究旨在通过对神经肌肉接头的观察，了解课题组前期探索出的多种神经损伤创新修复方法的最终效果，以期更好地改善肢体功能恢复。

周围神经损伤是临床常见创伤，不仅可以导致肢体的功能障碍而且会给患者的心理带来极大的影响。在这里我们结合外泌体的研究对周围神经损伤采取了基础和临床两方面的探讨。对于周围神经损伤的基因治疗来说，一直缺乏毒性低、 效率高的有效载体。 在基础研究中，外泌体是细胞分泌的囊泡结构， 内含多种蛋白质与核酸， 具有生物活性， 是细胞间信息交流的重要载体。 生物来源的外泌体相比阳离子脂质体， 无细胞毒性，并且方便进行膜蛋白修饰实现定向给药。 在基础研究方面施万细胞源外泌体对 PTEN shRNAi 质粒的装载能力， 发现在 37℃时混合孵育不能使质粒在神经细胞内得到有效转染。而使用施万细胞源外泌体与阳离子脂质体结合装载 PTEN shRNAi 质粒后， 其转染效率为 73.62（±11.91） %，与阳离子脂质体类似（68.55（±7.89） %， P=0.227）， 并且其对 PTEN 基因敲减量沉默达到了 60.07（±21.01） %， 取得了比单纯阳离子脂质体，具有更好的基因沉默效果（P<0.001）。 这为经济便捷地实现靶向基因药物安全生产提供了新的思路。目前临床上修复神经常用的是自体神经修复，在之前的研究中，我们将氧化石墨烯(RGO)与生物相容性纳米纤维支架相结合，制备了rGO/GelMA/PCL杂化纳米纤维，在体外促进了雪旺细胞的增殖，促进了体内神经再生和功能恢复。但与自体神经移植相比，仍有一定差距。在本研究中，我们将骨髓间充质干细胞(BMSC)来源的外切体与rGO/GelMA/PCL神经导管相结合，为神经再生创造了更好的微环境。骨髓间充质干细胞来源的外切体通过促进血管生成、促进细胞迁移和增殖来促进组织再生。体外研究表明，与单独使用rGO/GelMA/PCL杂化纳米纤维相比，添加BMSC来源的外切体可以显著促进雪旺细胞的增殖。因此，rGO/GelMA/PCL杂化纳米纤维与BMSC来源的外泌体具有理想的增殖和血管生成特性，对于促进轴突和髓鞘再生以及周围神经再生所必需的血管生成是必不可少的。