不同處理的絲素蛋白納米纖維對神經干細胞功能的影響.pdf

1、目的:在臨床研究中神經損傷后的功能重建仍然充滿著嚴峻的挑戰(zhàn)。神經干細胞在神經發(fā)育和神經再生這兩個過程中起著重要的作用。目前認為采用神經干細胞移植技術是治療脊髓損傷、腦外傷、阿爾茨海默病、帕金森病等神經系統(tǒng)疾病最有前途的治療方法。同時認為實現對神經干細胞的分化、增殖、遷移和凋亡的調控在神經干細胞移植過程中非常關鍵。隨著相關研究的進展,眾多的生物材料已被開發(fā)為底物或支架,并通過對其微觀結構,表面電荷,生物力學性能以及成分的調控來模擬神經組織

2、的微環(huán)境,進一步實現對神經干細胞行為的調控。在生物材料中,蠶絲和蜘蛛絲是最具有穩(wěn)固性和堅硬性的代表。蠶絲蛋白形貌的可調控性,其對生長因子釋放的調控性,以及良好的生物相容性這些特性使其作為能夠實現對神經干細胞行為的調控和組織再生的最佳的生物材料支架的選擇。然而,具有不同力學性能的絲素蛋白納米纖維對神經干細胞行為是否具有調控作用尚不清楚。本課題研究的目的就是通過對絲素蛋白納米纖維結構的改變使其具有不同的力學性能進而觀察其對神經干細胞分化的影

3、響。
　　方法:四種不同處理的絲素蛋白納米纖維表示如下(由蘇州大學呂強教授課題組提供):絲素蛋白納米纖維未處理組(silk nanofiber hydrogel,SN-H對照);真空水處理組(water-annealed silk nanofiber hydrogel,WA-SN-H);50％甲醇處理組(50％methanol-annealed silk nanofiber hydrogel,MA50-SN-H);80％甲醇處理組

4、(80％methanol-annealed silk nanofiber hydrogel,MA80-SN-H)。通過分離來源于胚胎發(fā)育期14天(E14)的野生型小鼠端腦,使用細胞培養(yǎng)技術在不同處理的絲素蛋白納米纖維玻片上培養(yǎng)神經干細胞,經過利用5-溴脫氧尿嘧啶核苷(5-Bromo-2-deoxyUridine,BrdU)嵌合實驗進行神經干細胞的增殖分析。通過進行神經干細胞分化、遷移處理來進行細胞分化、遷移能力分析。通過對神經干細胞進行

5、active Caspase-3抗體(凋亡細胞特異性表達)免疫熒光染色檢測和DAPI檢測來進行神經干細胞凋亡分析。
　　結果:1)四種不同處理的絲素蛋白納米纖維對神經干細胞增殖的影響無明顯差別。
　　2)與絲素蛋白納米纖維未處理組比較,真空水處理組、50％甲醇處理組以及80％甲醇處理組均減少了神經干細胞的凋亡。
　　3)與絲素蛋白納米纖維未處理組比較,真空水處理組、50％甲醇處理組以及80％甲醇處理組均促進神經干細胞向

6、神經元的分化。
　　4)與絲素蛋白納米纖維未處理組比較,真空水處理組和50％甲醇處理組促進神經干細胞向星形膠質細胞的分化;而與未處理組比較,80％甲醇處理組抑制神經干細胞向星形膠質細胞的分化。
　　5)與絲素蛋白納米纖維未處理組比較,真空水處理組和80％甲醇處理組明顯促進神經球中神經干細胞的向外遷移能力;相反未處理組和50％甲醇處理組對神經干細胞遷移無明顯影響。
　　結論:具有不同力學性能的絲素蛋白納米纖維對神經干細胞

7、的凋亡、增殖、分化和遷移有明顯的影響。與未處理的絲素蛋白納米纖維組比較：
　　1)真空水處理組、50％甲醇處理組和80％甲醇處理組對神經干細胞的增殖和凋亡無明顯影響。2)真空水處理組、50％甲醇處理組和80甲醇處理組促進神經干細胞向神經元的分化。3)真空水處理組和50％甲醇處理組促進神經干細胞向星形膠質細胞的分化,而80％甲醇處理組減少神經干細胞向星形膠質細胞的分化。4)真空水和80％甲醇處理組促進神經干細胞的遷移,而50％甲醇處