長距離神経欠損再生に向けた機能性因子固定化能を有する新規人工神経の創出

创建一种新型人工神经，能够固定功能因子以实现远距离神经缺损再生

• 批准号: 18J20984
• 负责人: 池上 康寛
• 金额: $ 1.79万
• 依托单位: Kyushu University
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for JSPS Fellows
• 财政年份: 2018
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2018-04-25 至 2021-03-31
• 项目状态: 已结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-18J20984/
• 关键词: 人工神経; 神経組織再生; ナノファイバー; 多孔質性チューブ構造体; 増殖因子; 機能性分子固定化; ヘパリン; 人工神経; 神経組織再生; ナノファイバー; 多孔質性チューブ構造体; 増殖因子; 機能性分子固定化; ヘパリン

手足を動かす脳からの信号を伝達する経路である末梢神経が長距離欠損すると、従来治療法として自家神経移植が行われているが、ドナー組織の採取に伴う侵襲性の高さが問題となっている。本研究では、代替治療法として増殖因子等の機能性分子を固定化して神経組織再生を促進する新規人工神経の創出を目指した。本年度は、昨年度までに開発した人工神経の構成要素である多孔質チューブと増殖因子固定化能を有する繊維性足場基材の特性評価、及びこれらを組み合わせた人工神経の移植評価を行った。生分解性高分子から成るナノファイバーを管壁構造とする多孔質チューブは、神経再生経路の物理的障害となる炎症性細胞の管壁からの侵入を抑制可能であり、生体内で産生される高分子を良好に透過可能であった。以上より、当該チューブ構造体は選択的な物質透過性を達成可能であり、神経再生部への良好な物質供給による効率的な神経再生の実現が期待された。ナノファイバーを一定方向に配列させた配向性ファイバーシートに神経再生を促す複数種の増殖因子との結合能を有するヘパリンを修飾することで、神経再生の場として機能する足場基材を作製した。当該足場基材は、繊維方向に沿って神経細胞の移動方向を制御可能であり、最短経路で神経組織を再生し得ることが期待された。また、安定性に乏しく高価な増殖因子を従来固定化法の1/50量使用するだけで同等の効果を得ることに成功し、より効率的な神経再生が示唆された。上記の基材を組み合わせた人工神経のプロトタイプを作製した。増殖因子を固定化後、ラット坐骨神経欠損部へ移植したところ、術後4週にわたって良好な体重増加を示した。また、組織学的評価を行ったところ、組織の再生過程で起こる血管新生や細胞遊走が確認された。現時点では神経再生の最終段階である運動機能の回復には至っていないものの、増殖因子固定化条件や構造的改良により更なる発展が見込まれる。

当周围神经（这是从大脑中传递四肢移动的信号的途径）缺失长距离时，自体神经移植已被用作常规治疗方法，但是与供体组织收集相关的高侵入性已经成为一个问题。在这项研究中，我们旨在创建新的人造神经，通过固定功能分子（例如生长因子）等功能分子来促进神经组织再生。今年，我们评估了多孔管的特征，这些特征是直到去年发展的人造神经的组成部分，以及具有固定生长因子的能力的纤维支架底物，还评估了结合这些结合的人造神经的植入。由可生物降解的聚合物制成的多孔管，即管壁结构，可以抑制从管壁上侵袭炎症细胞，这是神经再生途径的物理障碍，并能够通过体内产生的聚合物。从上面，管结构可以实现选择性材料的渗透性，并且可以通过为神经再生部分提供良好的材料来实现有效的神经再生。通过修改肝素（具有促进神经再生的多种生长因子的能力），在定向的纤维片中，纳米纤维朝着一定方向排列，制备了作为神经再生场的脚手架底物。支架底物可以控制沿纤维方向运动的神经细胞的方向，并有望能够在最短路径中再生神经组织。此外，仅使用稳定且昂贵的生长因子使用常规固定方法的1/50来实现相同的效果，这表明神经再生更有效。使用上述底物制备人造神经的原型。固定生长因子后，在大鼠坐骨神经缺陷中进行了植入，并在手术后4周内表现出良好的体重增加。此外，组织学评估证实了组织再生过程中发生的新血管形成和细胞迁移。在这一点上，运动功能是神经再生的最后阶段，尚未恢复，但是由于生长因子固定条件和结构改善，预计会进一步发展。