Regenerative capacity of neural tissue scales with changes in tissue mechanics post injury
Regenerative capacity of neural tissue scales with changes in tissue mechanics post injury
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神经组织的再生能力随损伤后组织力学的变化而变化
DOI：
10.1101/2022.12.12.517822
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发表时间：
2022
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Carnicer-Lombarte A
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Carnicer-Lombarte A
由于哺乳动物中枢神经系统（CNS）的神经元不能再生，脊髓损伤对人类具有毁灭性的后果。然而，在周围神经系统（PNS）中，神经元可以再生以恢复损伤后失去的功能。虽然哺乳动物中枢神经系统组织在损伤后会软化，但目前对PNS组织力学如何响应机械创伤而发生变化知之甚少。在这里，我们使用基于原子力显微镜的压痕测量来表征大鼠神经组织力学特性在突发性损伤和横断损伤之前和之后。与中枢神经系统组织不同，PNS组织在两种组织损伤后都明显变硬。这种神经组织僵硬与胶原蛋白I水平的增加密切相关。在体外实验中，支持PNS再生的雪旺细胞在更硬的基质上变得更具运动性和增殖性，这表明组织硬度的变化可能在促进或阻碍神经系统再生中发挥关键作用。
Spinal cord injuries have devastating consequences for humans, as mammalian neurons of the central nervous system (CNS) cannot regenerate. In the peripheral nervous system (PNS), however, neurons may regenerate to restore lost function following injury. While mammalian CNS tissue softens after injury, how PNS tissue mechanics changes in response to mechanical trauma is currently poorly understood. Here we characterised mechanical rat nerve tissue properties before and afterin vivocrush and transection injuries using atomic force microscopy-based indentation measurements. Unlike CNS tissue, PNS tissue significantly stiffened after both types of tissue damage. This nerve tissue stiffening strongly correlated with an increase in collagen I levels. Schwann cells, which crucially support PNS regeneration, became more motile and proliferative on stiffer substratesin vitro,suggesting that changes in tissue stiffness may play a key role in facilitating or impeding nervous system regeneration.
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