组织工程化桥接神经元治疗脊髓损伤

脊髓损伤是中枢神经系统的一种严重创伤，神经细胞在脊髓损伤后24h左右基本崩解，损伤后的增生以胶质细胞为主,增生的胶质细胞结构类似瘢痕, 可阻隔神经细胞的再生突起通过损伤区。由于神经细胞基本不会再生及胶质瘢痕的阻隔作用,脊髓损伤后的功能恢复极为有限。.随着组织工程的兴起，应用组织工程治疗脊髓损伤成为一条新的途径，其基本策略是体外构建一个有生物活性的种植体植入体内，替代、修复损伤脊髓的功能。本项目提出了"组织工程桥接神经元修复脊髓损伤"的理念，选择来源广泛、较容易获得，且无免疫原性的胎盘间充质干细胞为材料细胞，经体外诱导、分化为神经元样细胞和类少突胶质细胞，并以异种脱细胞神经支架为载体，体外构建神经元性组织工程化神经移植体，通过手术植入的方式恢复脊髓损伤处神经元的桥接功能，使之符合正常传导通路的三级神经元传导理论，充分发挥脊髓内神经元的二级传导功能，为临床利用新的策略治疗脊髓损伤提供理论基础。

脊髓损伤是中枢神经系统的一种严重创伤，具有极高的致残率和致死率。随着近年来研究的不断深入，组织工程治疗脊髓损伤成为研究热点。脊髓损伤后胶质瘢痕的形成严重影响了自发性轴突再髓鞘化过程，组织工程移植治疗一方面可以为轴突的再生提供种子细胞，另一方面还能为种子细胞的生长提供一个良好的生存环境。本项目提出了“组织工程桥接神经元修复脊髓损伤的理念”，利用支架和种子细胞复合制作一段人造脊髓，从而替代、修复脊髓损伤，促进功能恢复。由于成年哺乳动物中枢神经元再生能力有限，再生的神经元遇到胶质瘢痕等障碍后就会停止生长，支架材料作为桥接体可以为神经元轴突再生提供管型引导方向及适宜的微环境，对脊髓损伤的恢复具有积极的促进作用。.本研究分别采用TritonX-100 加酶法、NaOH法和改良法（冻融酶法）制备坐骨神经脱细胞神经支架，通过HE、甲苯胺蓝、Laminin免疫荧光，观察脱细胞神经支架组织形态特征，通过电镜观察脱细胞神经支架超微结构，通过DNA定量检测比较脱细胞神经支架DNA含量，通过细胞增殖和肌肉埋置炎症反应检测脱细胞神经支架的细胞毒性和生物相容性。结果显示，改良法（冻融酶组）制备的脱细胞神经支架细胞脱除彻底，ECM蛋白含量丰富，支架三维空间结构完整，管道通畅，与细胞、组织相容性好，适合细胞的黏附生长，通过冻融酶的方法能够得到理想的组织工程支架材料。脱细胞神经支架制作成功后，应用散点注射法将胎盘间充质干细胞注入支架，体外构建神经元性组织工程神经移植体，冰冻切片、扫描电镜观察细胞的黏附、生长。结果显示，细胞生长增殖状态良好。将体外构建的神经元性组织工程神经移植体植入SD大鼠脊髓损伤动物模型体内，探讨组织工程化神经复合体修复大鼠脊髓横断性缺损功能恢复的效果及其作用机制。结果显示，脱细胞神经支架复合hPMSCs构建的神经元性组织工程神经移植体有助于促进脊髓损伤大鼠神经再生，改善功能恢复，为临床应用组织工程治疗脊髓损伤提供实验数据和理论支撑。