不同處理的絲素蛋白納米纖維對神經(jīng)干細胞功能的影響.pdf

1、目的:在臨床研究中神經(jīng)損傷后的功能重建仍然充滿著嚴峻的挑戰(zhàn)。神經(jīng)干細胞在神經(jīng)發(fā)育和神經(jīng)再生這兩個過程中起著重要的作用。目前認為采用神經(jīng)干細胞移植技術(shù)是治療脊髓損傷、腦外傷、阿爾茨海默病、帕金森病等神經(jīng)系統(tǒng)疾病最有前途的治療方法。同時認為實現(xiàn)對神經(jīng)干細胞的分化、增殖、遷移和凋亡的調(diào)控在神經(jīng)干細胞移植過程中非常關(guān)鍵。隨著相關(guān)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(jié)構(gòu),表面電荷,生物力學(xué)性能以及成分的調(diào)控來模擬神經(jīng)組織

2、的微環(huán)境,進一步實現(xiàn)對神經(jīng)干細胞行為的調(diào)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(diào)控性,其對生長因子釋放的調(diào)控性,以及良好的生物相容性這些特性使其作為能夠?qū)崿F(xiàn)對神經(jīng)干細胞行為的調(diào)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(xué)性能的絲素蛋白納米纖維對神經(jīng)干細胞行為是否具有調(diào)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(jié)構(gòu)的改變使其具有不同的力學(xué)性能進而觀察其對神經(jīng)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(xué)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(shù)在不同處理的絲素蛋白納米纖維玻片上培養(yǎng)神經(jīng)干細胞,經(jīng)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(jīng)干細胞的增殖分析。通過進行神經(jīng)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(jīng)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(jīng)干細胞凋亡分析。
　　結(jié)果:1)四種不同處理的絲素蛋白納米纖維對神經(jīng)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(jīng)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(jīng)干細胞向

6、神經(jīng)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(jīng)干細胞向星形膠質(zhì)細胞的分化;而與未處理組比較,80％甲醇處理組抑制神經(jīng)干細胞向星形膠質(zhì)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(jīng)球中神經(jīng)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(jīng)干細胞遷移無明顯影響。
　　結(jié)論:具有不同力學(xué)性能的絲素蛋白納米纖維對神經(jīng)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(jīng)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(jīng)干細胞向神經(jīng)元的分化。3)真空水處理組和50％甲醇處理組促進神經(jīng)干細胞向星形膠質(zhì)細胞的分化,而80％甲醇處理組減少神經(jīng)干細胞向星形膠質(zhì)細胞的分化。4)真空水和80％甲醇處理組促進神經(jīng)干細胞的遷移,而50％甲醇處