层粘连蛋白结合靶向神经营养因子3促进神经再生和脑损伤修复的机制研究

Traumatic brain injury is a kind of serious disease. Neurotrophins and biomaterials may provide effective therapeutics for central nerve system repair after brain injury. However, either neurotrophin or biomaterial has its limitation. In our previous work, we have found that through genetic engineering, we added sepecific binding domain and prepared a new kind of neurotrophin. This neurotrophin can be bound to the biomaterial. In this way, the combinding system can be constructed. We plan to construct laminin binding domain-NT3 (LBD-NT3) to firmly bind to laminin, which increases dramatically after brain injury. The cortical neural cells are to be cultured using LBD-NT3-laminin to appreciate its function on neural regeneration, and explore its relative mechanism. LBD-NT3-laminin is also to be utilized in animals to investigate its effectiveness on brain injury repair.

创伤性脑损伤是一类严重影响家庭和社会的疾病。移植神经营养因子和生物支架为脑损伤后中枢神经的损伤修复提供了有效的途径；然而，单纯的因子和生物支架都有其局限性，我们的前期工作发现通过基因工程技术改造神经营养因子，可以制备一种能与生物支架特异结合的营养因子，构建二者协同作用的高效荷载体系。本项目拟利用脑损伤后体内损伤灶处层粘连蛋白(laminin)增多的现象，构建并获得含有层粘连蛋白结合域的NT3(Laminin binding domain-NT3, LBD-NT3)，制备LBD-NT3-laminin荷载体系。通过体外皮层神经细胞三维培养，评价该体系对神经再生的作用，探索其促进神经再生的机制，并将其用于动物脑损伤模型，探讨其对脑损伤修复的作用，为脑损伤的修复提供新的可靠方法。

创伤性脑损伤是一类严重影响家庭和社会的医学问题。应用神经组织工程移植神经营养因子可能为脑损伤后中枢神经损伤的修复提供了有效的途径。神经营养因子是一群小分子多肽，参与神经元和非神经元细胞的发育和维持，尤其是在神经系统的发育和维持方面具有重要作用。脑外伤后神经修复可能需要大量的NT3，因此脑损伤后增加外源性NT3可能起到神经保护作用，对中枢神经损伤的修复可能起到有效的治疗作用。NT3可以支持损伤的中枢神经元的存活，诱导神经突生长，然而，由于神经营养因子在体内扩散等，如何更好的发挥神经营养因子的作用，使之与生物支架协同作用于损伤修复成为关键点。当神经组织损伤时细胞分泌大量细胞外基质如laminin，为组织损伤过程中的修复因子提供了天然的结合位点，同时为细胞生长提供了支架，最终促进神经损伤的修复。本课题拟利用损伤后细胞外基质层粘连蛋白(laminin)增多的原理，构建并获得新的能与层粘连蛋白牢固结合的含有层粘连蛋白结合域的NT3(LBD-NT3)，制备LBD-NT3-laminin缓释体系。将其用于脑损伤模型，通过平衡木和水迷宫实验观察大鼠的功能恢复，通过损伤灶体积的比较、神经元和胶质细胞的比较分析因子对神经的保护和促神经再生能力，从而了解因子促进功能恢复的原因，研究得出LBD-NT3具有神经保护作用，能减少受损后的缺损灶体积，促进神经元再生，减少胶质细胞、胶质瘢痕的生成，为神经营养因子治疗脑损伤提供理论依据。