電導活性人工神經的構建及促進神經再生的機制研究

《電導活性人工神經的構建及促進神經再生的機制研究》是依託中國人民解放軍第四軍醫大學，由羅卓荊擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：電導活性人工神經的構建及促進神經再生的機制研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：羅卓荊
• 依託單位：中國人民解放軍第四軍醫大學

中文摘要

周圍神經缺損的治療是尚未解決的世界性難題。自體神經移植作為臨床治療的金標準，受到供體來源不足等諸多因素的限制，亟需一種有效的替代物。因此，開發能夠重建受損神經形態連續性、為神經再生提供良好的再生微環境的組織工程神經具有重要意義。本課題圍繞周圍神經損傷修復這一重大科學問題，擬構建電導活性人工神經，並將其與持續電刺激聯合套用，為周圍神經再生提供包括結構引導、電學微環境以及持續作用的生物學微環境為一體的多重、立體、交叉的刺激環境，以加快神經再生，並進行動物實驗驗證其修復有效性。同時，為闡明電信號- - 生物學行為的具體機制，分別以雪旺細胞和神經元為研究對象，深入展開電信號調控細胞的分子機制研究，為利於電信號縮短受損神經元休克期，重建再生微環境，加快神經再生，以及電導活性人工神經的臨床套用提供理論基礎和實驗依據

結題摘要

本研究從電刺激對神經細胞的調控作用入手，擬構建體內可以進行電刺激操作的電導活性人工神經，並評估其促進神經再生的有效性及機制。本研究首先發現適宜的電刺激可以通過上調BDNF等分子表達加快神經軸突的生長速度，進一步研究通過高通量miRNA晶片技術篩選了與電刺激加快神經軸突生長相關的miRNA分子群，通過對16種顯著變化的miRNA進行驗證及功能分析，最終發現2個重要的miRNA分子（miR-363-5p及miR-3102）在電刺激促進神經軸突生長中發揮關鍵作用。在此基礎上，發現適宜的電刺激可促進雪旺細胞合成及分泌NGF及BDNF。鈣成像結果表明：電刺激可開放細胞膜T型電壓門控鈣離子通道，同時活化細胞內IP3敏感性鈣庫及Ryanodine敏感性鈣庫，升高細胞內鈣濃度，刺激雪旺細胞分泌NGF。而且電刺激可以調控雪旺細胞增殖、遷移、粘附等生物學活性。最後，本課題製備可降解導電材料PPy/chitosan，並將該導電材料製備成具有軸向矩陣排列微管樣結構的電導活性人工神經，套用電導活性人工神經橋接大鼠15mm坐骨神經缺損，發現電導活性人工神經可顯著加快神經再生，促進神經缺損後神經再生和功能恢復，為周圍神經損傷修復提供了新思路。