? ? 近日,,我院科研中心鄧宇斌教授在干細(xì)胞治療脊髓損傷研究中取得關(guān)鍵進(jìn)展。從臨床問(wèn)題出發(fā),,結(jié)合生物材料及干細(xì)胞治療加強(qiáng)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)與臨床醫(yī)學(xué)的協(xié)同研究,。該研究中,鄧宇斌教授與我院重癥醫(yī)學(xué)科羅亮主任,、中山一院骨科萬(wàn)勇教授合作研究神經(jīng)修復(fù)過(guò)程中脊髓損傷難題,。該論文由我院鄧宇斌教授為通訊作者,指導(dǎo)的2021屆碩士研究生袁欣為第一作者,,該研究于2021年10月20日在線(xiàn)發(fā)表在生物材料領(lǐng)域頂刊Biomaterials雜志,。這也是鄧宇斌教授發(fā)表在Biomaterials上的第四篇研究論文。
?
?
????脊髓損傷是一種嚴(yán)重的中樞神經(jīng)系統(tǒng)創(chuàng)傷,,常由交通事故引起,,其次為暴力創(chuàng)傷、高處墜落和運(yùn)動(dòng)創(chuàng)傷,,造成患者四肢癱,、截癱等嚴(yán)重后果,給患者及家庭帶來(lái)嚴(yán)重負(fù)擔(dān),。探索治療脊髓損傷的有效方法是一項(xiàng)世界性難題,,也是各國(guó)醫(yī)學(xué)界廣泛關(guān)注的重大課題。
?
????臨床上,,脊髓損傷的治療方法包括手術(shù)治療和非手術(shù)治療,,包括制動(dòng),牽引康復(fù)治療及藥物治療等,。目前這些治療方法效果有限,,依靠患者自身有限的恢復(fù)能力無(wú)法重建損傷的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)。脊髓損傷愈合不理想和損傷區(qū)域復(fù)雜的微環(huán)境有直接關(guān)系,,損傷后缺血,、水腫、炎癥,、細(xì)胞凋亡進(jìn)一步加劇了組織損傷,,最終導(dǎo)致神經(jīng)元脫髓鞘,、軸突變性和損傷部位的空化。膠質(zhì)細(xì)胞的活化和增殖導(dǎo)致膠質(zhì)瘢痕的形成,,使得軸突伸長(zhǎng)受到抑制,,神經(jīng)元細(xì)胞間難以建立有序的連接,使得患者難以獲得功能性的恢復(fù),。因此如何改善損失組織的微環(huán)境,,誘導(dǎo)神經(jīng)元軸突再生從而實(shí)現(xiàn)脊髓損傷功能性的恢復(fù)顯得尤為重要。
?
????干細(xì)胞移植為脊髓損傷治療帶來(lái)新的希望,。其中脂肪來(lái)源的間充質(zhì)干細(xì)胞(ADSCs)具有廣泛的優(yōu)勢(shì),。然而,在炎癥微環(huán)境下ADSCs移植的治療效果有限,。因此,,開(kāi)發(fā)一種細(xì)胞適應(yīng)性神經(jīng)源性(CaNeu)水凝膠作為ADSCs 的遞送載體,改善脊髓損傷后微環(huán)境,,促進(jìn)脊髓損傷后的神經(jīng)元再生十分必要。
?
????圖1.動(dòng)態(tài)CaNeu水凝膠負(fù)載ADSCs對(duì)脊髓損傷后M2巨噬細(xì)胞極化的影響及水凝膠中ADSCs的干性維持機(jī)制及細(xì)胞凋亡通路的示意圖,。CaNeu水凝膠調(diào)節(jié)YAP表達(dá)和利于內(nèi)部負(fù)載ADSCs干性維持,。同時(shí),ADSC通過(guò)旁分泌因子誘導(dǎo)PI3K/Akt通路激活,,導(dǎo)致Akt磷酸化,,Akt表達(dá)水平的變化導(dǎo)致M2巨噬細(xì)胞增多。此外,,Bcl-2的上調(diào)和Bax的下調(diào)抑制了細(xì)胞凋亡從而促進(jìn)了脊髓損傷的修復(fù),。
?
????因此本研究中通過(guò)設(shè)計(jì)一種基于主-客體分子間作用力交聯(lián)的物理性動(dòng)態(tài)水凝膠(cell-adaptableneurogenic)CaNeu,該水凝在物理性能和和生物功能上都得到提升,,包括自愈合性能,、機(jī)械彈性模擬神經(jīng)組織的結(jié)構(gòu)和力學(xué)特性、凝膠狀態(tài)下的可注射性,、形狀重塑能力以及支持細(xì)胞在水凝膠中的遷移能力,。CaNeu水凝膠通過(guò)YAP的力學(xué)傳導(dǎo)信號(hào)支持ADSCs在其中更好地伸展,CaNeu水凝膠的動(dòng)態(tài)網(wǎng)絡(luò)為細(xì)胞遷移生長(zhǎng)提供了可滲透的細(xì)胞外基質(zhì),,從而促進(jìn)軸突生長(zhǎng)并最終導(dǎo)致運(yùn)動(dòng)誘發(fā)電位,、后肢強(qiáng)度和大鼠脊髓完全橫斷的協(xié)調(diào)性的改善。負(fù)載的ADSCs通過(guò)分泌因子激活PI3K/Akt信號(hào)通路促進(jìn)巨噬細(xì)胞向M2極化,,減緩神經(jīng)炎癥,,從而促進(jìn)大鼠脊髓損傷后神經(jīng)、軸突再生,,后肢運(yùn)動(dòng)能力增強(qiáng),。此外,,CaNeu水凝膠還通過(guò)誘導(dǎo)募集的巨噬細(xì)胞極化向促再生(M2)表型的轉(zhuǎn)變來(lái)建立抗炎微環(huán)境。我們的研究表明,,CaNeu水凝膠介導(dǎo)的ADSCs 遞送顯著抑制了神經(jīng)炎癥和細(xì)胞凋亡,。CaNeu水凝膠對(duì)于干細(xì)胞移植是一種有價(jià)值的載體,CaNeu水凝膠與ADSCs共同移植促進(jìn)脊髓損傷修復(fù)的手段,,為臨床治療脊髓損傷提供新的思路和方法,。
?
????圖2.負(fù)載ADSCs的CaNeu水凝膠移后植促進(jìn)脊髓損傷大鼠運(yùn)動(dòng)能力恢復(fù)。(A)治療性實(shí)驗(yàn)工作流程示意圖,;(B)脊髓損傷后8周動(dòng)物行走步態(tài)的代表性圖,;(C)BBB評(píng)分評(píng)估脊髓損傷后大鼠運(yùn)動(dòng)恢復(fù)情況;(D)(E)植入后8周進(jìn)行的電生理學(xué)研究流程的示意圖及結(jié)果,;(F)MEP平均振幅統(tǒng)計(jì)結(jié)果,。
?
?
????鄧宇斌教授現(xiàn)任廣東省醫(yī)師協(xié)會(huì)神經(jīng)修復(fù)分會(huì)副主任委員、中國(guó)病理生理免疫學(xué)會(huì)副主任委員(連任兩屆),、廣東省骨科重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室骨干教授,。
?
????鄧宇斌1994年上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院獲得博士學(xué)位,1994-1996在中山醫(yī)科大學(xué)做博士后研究,,出站后晉升副教授及碩士生導(dǎo)師,;1998-2000在法國(guó)巴黎第七大學(xué)Sanit-Louis醫(yī)學(xué)院博士后,師從法國(guó)科學(xué)院院士E-GLuckman教授從事血液遺傳病的基因治療,,2001年在中山醫(yī)科大學(xué)因獲得首屆中華醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)破格晉升為教授,,2004年晉升為博士生導(dǎo)師;2010-2012美國(guó)Utahof University醫(yī)學(xué)院外科實(shí)驗(yàn)室工作學(xué)習(xí),,任副研究員,;2018年8月-10月赴美國(guó)Johns-Hopkins醫(yī)院骨科實(shí)驗(yàn)室高級(jí)訪問(wèn)學(xué)者。曾任中山醫(yī)學(xué)院病理生理學(xué)教研室主任,,干細(xì)胞中心副主任,,中山大學(xué)附屬第一醫(yī)院轉(zhuǎn)化醫(yī)學(xué)中心創(chuàng)始教授任副主任,博導(dǎo),。鄧宇斌教授課題組致力于脊髓損傷研究并取得重要成果,。主持國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目6項(xiàng),指導(dǎo)博士生先后獲得5項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金,。指導(dǎo)博士后獲得中國(guó)博士后基金,,國(guó)家自然青年基金各1項(xiàng),已發(fā)表論文100多篇,,以第一作者或通訊作者發(fā)表高水平論文50余篇(包括Biomaterials,,CriticalCare Medicine,ChemicalCommunications,,Biomacromolecules,,JNanobiotechnology),。作為第一完成人曾獲2002年廣東省科技進(jìn)步二等獎(jiǎng)、2002年中華醫(yī)學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng),,作為第一完成人獲2018年廣東省科技進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)“脊髓損傷修復(fù)新療法的研究及術(shù)中電生理監(jiān)測(cè)的應(yīng)用”
?
????目前鄧宇斌教授在研國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目一項(xiàng),,深圳市自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目?jī)身?xiàng),指導(dǎo)本課題組博士后獲得2019年國(guó)家自然青年基金一項(xiàng),,現(xiàn)指導(dǎo)博士后1名,、博士研究生1名、碩士研究生2名,。
?
通訊員:史明
編輯:黃宗遠(yuǎn)
初審:鄧宇斌
審核:朱澂明,、劉暢
審核發(fā)布:陳起坤、游展高