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3D打印水凝胶支架结合c-SRC沉默的神经干细胞构建仿生脊髓修复大鼠脊髓损伤的作用及机制研究

批准号:
82102583
项目类别:
青年科学基金项目(C类)
资助金额:
30.0 万元
负责人:
王乐
依托单位:
学科分类:
骨、关节、软组织损伤与修复
结题年份:
2024
批准年份:
2021
项目状态:
已结题
项目参与者:
王乐

项目摘要

结项摘要

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中文摘要
神经干细胞(NSCs)移植是治疗脊髓损伤(SCI)的热点,但尚需解决有限的神经元分化率与神经传导回路重建困难的两大难题。我们前期研究证实c-SRC沉默的NSCs移植可通过mTORC1-SREBP1促进NSCs向神经元定向分化及神经再生,并进一步设计了一种3D打印材料组合温敏凝胶结构,结合c-SRC沉默的NSCs构建的仿生脊髓,可实现种子细胞与生物材料可控性有序重组,综上提出科学假设:3D打印仿生脊髓可利用水凝胶结构抑制炎症减少瘢痕有效递送,c-SRC沉默的NSCs分化形成新生神经元和轴突,立体有序微孔管道结构引导再生轴突有序延伸,进而产生更多有效神经纤维参与重建神经回路,更好促进SCI后功能恢复。为验证该假说,本项目拟采用一系列体内外实验,探讨3D打印水凝胶支架结合c-SRC沉默的NSCs构建仿生脊髓通过促进神经元定向分化与神经传导回路重建的作用及机制,明确该仿生脊髓促进SCI修复的优势。
英文摘要
Neural stem cell (NSCs) transplantation is a hot spot in the treatment of spinal cord injury (SCI), but two major problems still need to be solved: the limited neuron differentiation rate and the difficulty in rebuilding nerve conduction circuits. Our previous studies confirmed that the transplantation of c-SRC silenced NSCs can promote the directional differentiation of NSCs into neurons and nerve regeneration through mTORC1-SREBP1, and we further designed a 3D printing material combination temperature-sensitive gel structure, combined with c-SRC silenced NSCs. The bionic spinal cord can realize the controlled and orderly reorganization of seed cells and biological materials. In summary, the scientific hypothesis is put forward: 3D printed bionic spinal cord can use hydrogel structure to inhibit inflammation, reduce scar and delivery effectively, and c-SRC silenced NSCs differentiate to form new neurons and axons, the three-dimensional ordered microporous duct structure guides the regenerated axons to extend in an orderly manner, thereby generating more effective nerve fibers to participate in the reconstruction of neural circuits, and promote functional recovery after SCI. In order to verify this hypothesis, this project plans to use a series of in vivo and in vitro experiments to explore the role and mechanism of 3D printed hydrogel scaffolds combined with c-SRC silenced NSCs to construct a bionic spinal cord by promoting the directional differentiation of neurons and the reconstruction of nerve conduction circuits and to proof the advantages of biomimetic spinal cord in promoting SCI repair.
脊髓损伤(SCI)是一种严重的神经系统疾病,SCI后继发性损伤的调控对于改善局部恶劣微环境并促进神经修复具有重要意义。团队通过小胶质细胞培养与大鼠脊髓损伤模型发现,WKYMV激活FPR2能有效抑制ERK1/2和NF-κB信号通路,从而减少小胶质细胞M1极化,减轻炎症反应,进而促进脊髓损伤后的组织修复和功能恢复。在干细胞方面,我们发现运动锻炼结合ADSCs治疗可改善神经炎症微环境,减少神经病理性疼痛,促进神经功能修复。miR-28-5p- Notch1信号通路促进BMSCs神经元分化以及TUDCA对BMSCs凋亡的改善效果也提高了治疗效果。在继发性损伤修复方面,团队发现仙茅苷(CUR)通过抑制H2O2诱导的PC12细胞凋亡和氧化应激,在体内外发挥神经保护作用,并增强脊髓组织和后肢功能。此外,团队还构建了小胶质细胞和星形胶质细胞共培养体系,探讨了Gas6参与的两者相互作用机制。实验表明Gas6能抑制炎症通路和Hippo信号通路,减轻脊髓炎症和胶质瘢痕形成,促进组织修复及功能恢复。为了进一步提高SCI的治疗效果,团队设计粘附性自愈合水凝胶HA-PECTE并结合WKYMVm-外泌体形成仿生学复合材料,验证了该材料具有良好的生物安全性和外泌体释放可靠性,并能改善SCI局部微环境促进修复。最后,团队在脊髓损伤局部炎症微环境工作中发现Tip-cells可以促进免疫细胞M2极化。基于这一发现,团队设计了新型可注射自愈合HA-PECTE水凝胶搭载Tip-cells,以改善损伤部位血液循环重建,促进巨噬细胞向M2极化。同时,团队还采用去核策略批量制备并装载药物的M2型小胶质细胞(DPFM),旨在进一步改善SCI后微环境。体内实验显示,新型材料搭载细胞或DPFM可促进神经元再生,重建再生环境,并加速轴突再生与运动功能恢复。综上所述,项目团队在SCI继发性损伤微环境治疗方面取得了多项重要进展。
miRNA-21-5p通过抑制PTEN激活 Akt/mTORC1介导SOX4调控内源性神经干细胞向神经元分化的机制研究
  • 批准号:
    2020A151501307
  • 项目类别:
    省市级项目
  • 资助金额:
    10.0万元
  • 批准年份:
    2020
  • 负责人:
    王乐
  • 依托单位:
国内基金
海外基金