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中山大學在神經組織功能特異性水凝膠研究方面取得進展

文章來源：未知更新時間：2018-01-24 09:25:55

神經組織損傷后的修復過程涉及軸突生長，再髓鞘化和突觸形成等一系列復雜細胞生物學變化。中樞神經系統與周圍神經系統在結構及功能方面存在著明顯差異，對再生的需求也不相同。例如，大腦主要負責信息的分析處理，因此大腦損傷后的功能修復需要再生神經元之間形成大量突觸連接，而坐骨神經主要負責信息的快速傳遞，其損傷修復過程更加依賴軸突髓鞘化，同時需避免軸突之間形成病理性突觸連接。如何讓神經修復材料具備“組織特異性功能”一直以來是再生醫學界的難題。

近日， 中山大學全大萍教授和曾園山教授團隊聯合報道了一種去細胞神經基質水凝膠材料 （Decellularized nerve matrix-gel，DNM-G） 具備適合周圍神經組織再生的功能特異性。 以豬的坐骨神經為原材料，經化學脫細胞及酶消化等手段處理后制備的生物水凝膠主要包含了坐骨神經細胞外基質（extracellular matrix，ECM）成份。通過與去細胞脊髓來源的基質水凝膠（decellularized spinal cord matrix-gel，DSCM-G)，腫瘤組織ECM來源的水凝膠（Matrigel）以及I 型膠原（collagen I）比較后發現，DNM-G能夠特異性誘導體外培養的施萬細胞沿著軸突遷移排列并包卷軸突，從而促進軸突髓鞘化。另一方面，DNM-G能夠抑制突觸后成份-PSD95的表達從而抑制突觸形成。這些結果表現出明顯的周圍神經再生特征。脊髓來源的水凝膠DSCM-G雖然也能促進施萬細胞貼附軸突，但施萬細胞包卷軸突的方式更加類似無髓神經纖維。并且DSCM-G能夠很好的支持體外培養DRG神經元相互之間形成突觸，這些更加類似中樞神經的再生特點（圖1）。

圖1.DNM-G通過抑制PSD-95的表達從而抑制突觸形成潛能。

對水凝膠進行蛋白組學測序和生物信息學分析后發現，不同組織來源的水凝膠其功能特異性與其ECM蛋白組分的分子功能高度一致。這表明不同神經組織ECM組分的特異性在很大程度上賦予了水凝膠組織功能特異性（圖2）。

圖2.不同組織來源的去細胞基質水凝膠在蛋白組成和分子功能上存在顯著差異

這些研究不僅為周圍神經損傷修復提供了一種良好的新材料，更重要的是為組織特異性生物材料的開發和改性研究提供了重要的方法和理論指導。

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