在干细胞的帮助下进行神经修复
根据宾夕法尼亚大学牙科医学院和佩雷尔曼医学院的跨学科团队的一项研究,一种修复周围神经的新方法将牙龈来源的间充质干细胞的再生能力与生物支架结合起来,使面部损伤后神经的功能恢复。
面对面部或口腔的重大神经损伤的修复,熟练的外科医生可以从手臂或腿部取下一根神经,用它来恢复原始创伤部位的运动或感觉。这种方法被称为自体神经移植,是治疗的标准方法神经修复,但也有缺点。除了对先前未受伤的身体部位造成损伤外,该手术并不总是能使神经完整和有功能的再生,尤其是对较大的损伤。
科学家和临床医生最近采用了一种不同的策略来再生功能神经,包括商业上可用的支架来引导神经生长。在实验方法中,这些支架注入生长因子和细胞支持再生。但到目前为止,这些努力还没有完全成功。由于未能诱导大量再生的轴突穿过移植物,然后充分成熟并再生髓鞘(周围的绝缘材料),恢复可能会不足周围神经这使得他们能够快速有效地开火。
这是一种引导神经修复的创新方法,分享在期刊上再生医学宾夕法尼亚大学的研究小组从人类牙龈中提取了一种间充质干细胞(GMSCs)来生长雪旺样细胞,周围神经系统的前再生细胞,制造髓鞘和神经生长因子。目前的研究表明,将这些细胞注入支架,并使用它们指导颜面神经损伤的修复动物模型和自体移植手术的效果一样。
“我们希望创造一种生物学方法,利用干细胞的再生能力,而不是自体移植,这会导致不必要的发病率,”他说安勒她是该研究的资深作者,也是宾夕法尼亚大学牙科医学院口腔颌面外科/药理学系主任和教授。“能够以这种方式重建神经细胞真的是一种新的范式。”
十多年来,Le的实验室率先使用GMSCs治疗几种炎症性疾病,并再生各种类型的颅面组织。牙龈组织很容易提取和愈合迅速,提供了一个可获得的GMSCs来源。事实上,牙龈组织经常在常规牙科手术中被丢弃。Le说,GMSCs帮助神经再生的潜力也部分归功于这些细胞的共同谱系。Le说:“胚胎学上,我们知道颅面组织来自与神经相同的神经嵴前体细胞。”“这就是这个系统的美妙之处。”
现在是宾夕法尼亚大学牙科医学院的教员的张群洲(qzhou Zhang)领导的Le和同事们能够应用他们之前对GMSCs的理解,在胶原蛋白基质中培养它们,使用特定的条件,鼓励细胞生长得更像雪旺细胞,细胞的身份得到了各种遗传标记的证实。
“我们观察到这个非常有趣的现象,”Le说,“当我们改变基质密度并将细胞三维悬浮时,它们就会变得更具神经嵴特性,就像雪旺细胞一样。”
为了推动这项工作,Le找到了佩雷尔曼医学院的D. Kacy Cullen,他是一名从事神经修复工作15年的生物工程师。Cullen和他的同事在制造和测试神经支架材料方面拥有专业知识。
研究人员利用市售的神经生长支架,将细胞引入胶原水凝胶中。Le说:“这些细胞迁移到神经移植物中,形成一层雪旺细胞。”“通过这样做,它们形成了功能化的神经引导,在受伤留下的间隙中引导轴突的生成。”
卡伦说:“要让宿主雪旺氏细胞贯穿整个生物支架,基本上就接近于自然神经修复。”事实上,当Le和Cullen的团队合作将这些移植物植入面部神经损伤的啮齿动物体内,然后测试结果时,他们看到了功能修复的证据。这些动物的面部下垂比那些接受“空”移植物的动物要少,神经传导也恢复了。移植后,植入的干细胞也在动物体内存活了几个月。
他说:“接受灌注细胞的神经导管的动物表现与接受自体移植物修复的动物相匹配。”“当你能够在不需要第二次手术的情况下获得与黄金标准手术相匹配的自体移植物时,这绝对是一项值得进一步研究的技术。”
虽然目前的研究致力于修复神经中的一个小间隙,但研究人员的目标是继续改进方法,以尝试修复更大的间隙,因为口腔癌需要手术切除肿瘤时经常出现这种情况。Cullen说:“该油田迫切需要所谓的‘活支架’来指导再生。”
Le指出,这种方法将使口腔癌或面部创伤患者有机会使用自己的组织来恢复运动功能和感觉,并在修复后改善外观。
虽然Le的团队专注于头部和颈部,但该模型的进一步工作可能会转化为神经身体的其他部位也能修复。她说:“我希望我们能继续将其推向临床应用。”