神经肽SP促进BMSCs迁移参与组织修复的信号机制及相关治疗研究

Poor viability and efficiency of direct BMSCs (bone marrow mesenchymal stem cells) transplantation largely hinder the wide use in clinical treatment. How to induce BMSCs migration is a key for improving efficiency of transplanted cells and promoting tissue repair. In our previous study, we found that hydrogel could be cell carriers, and could promote tissue repair, angiopoiesis, extracellular matrix secretion and polarized M2 macrophages. Our preliminary experiments suggest that a composite system based on hydrogel, microspheres and factors was successfully formed and the system showed a good sustained release function. Thus, we hypothesize that through encapsulate neuropeptide substance P (SP), the composite system play a role in SP induced BMSCs migration and in tissue repair process. In this project, we aimed to investigate the possible mechanism in SP induced BMSCs migration in vitro. Then, the regulation of SP on exogenous and endogenous BMSCs migration will be examined in vivo. On this basis, we will develop an injectable in situ biodegradable hydrogel and porous microspheres, to carry SP and BMSCs to improve transplantation efficiency of BMSCs, to treat the abdominal wall defect wound. This study will reveal the possible mechanism of SP induced BMSCs migration and will develop an effective BMSCs delivery system, which will help optimize BMSCs therapeutic strategy and develop new approach for treatment of abdominal wall defect wound.

BMSCs直接移植作用效率低下一直是限制其临床转化的瓶颈，而如何促进BMSCs向损伤部位迁移是提高其作用效率、促进组织修复的关键科学问题。我们前期的研究发现水凝胶可以作为细胞的良好载体，并且能促进创面组织的修复与再生；预实验成功建立水凝胶/微球/因子复合体系，并发现该体系具有缓释因子的作用。据此我们提出通过水凝胶缓释神经肽SP，调节BMSCs迁移并参与组织的修复再生。本项目拟在离体、载体和载体治疗三个水平上，探讨神经肽SP介导BMSCs迁移的可能信号机制；阐明SP对内外源性BMSCs迁移的调节作用；在此基础上，利用可注射水凝胶、微球、神经肽SP构建BMSCs细胞递呈体系，通过缓释SP、搭载BMSCs，提高BMSCs的作用效率，验证其在腹壁缺损创面组织修复中的治疗作用。BMSCs迁移机制的揭示和细胞递呈体系的建立将为优化干细胞治疗策略奠定基础，并为临床处理腹壁缺损创面提供新的思路和手段。

骨髓间充质干细胞（BMSCs）向创面部位的迁移在组织修复中起着重要作用。研究表明，物质P（SP）可以通过促进BMSCs的迁移而参与组织修复。然而，这一复杂的过程和分子机制并没有被完全揭示。在本研究中，我们利用SP诱导BMSCs探讨SP对其迁移行为的影响及其可能机制，并在创面模型中验证了其促进组织修复的作用。结果显示SP通过过度表达CXCR4和上调Akt的磷酸化（p-Akt）水平来促进BMSCs迁移。而且这种上调作用与神经激肽-1受体（NK-1R）的激活有关。此外，我们发现SP引起的p-Akt表达水平在体外和体内都受到CXCR4表达的调节。另外，在小鼠皮肤创面模型中我们观察到SP可以通过促进血管生成和内源性BMSCs向创面迁移来加速创面愈合，促进肉芽组织再生和胶原纤维累积。细菌的感染和创面的氧化是阻碍组织修复的重要因素，也是导致干细胞直接移植后作用效率低下的重要原因。在本项目中，我们利用苯甲醛聚乙二醇（BAPEG）和羧甲基壳聚糖（CMC）合成了一种可注射的自修复水凝胶CMC-BAPEG，并且验证了其作为递呈体系的潜力。实验结果表明，水凝胶通过可逆的席夫碱反应获得自修复能力；扫描电镜显示该水凝胶具有三维网状结构，可以搭载和缓释锌纳米骨架（ZnNOFs）和铜纳米骨架（CuNOFs）；抗菌实验和抗氧化实验结果显示搭载了ZnNOFs和CuNOFs的水凝胶获得了抗菌和抗氧化的能力；我们利用水凝胶搭载GFP-BMSCs，发现水凝胶能保持细胞的存活，可以作为BMSCs的递呈载体。此外，我们建立了感染的皮肤缺损创面模型，验证该递呈体系对创面组织修复的作用。结果发现该水凝胶递呈体系可以缓解创面炎症、促进肉芽组织、胶原蛋白和血管的形成，从而加速创面修复，并且搭载了金属纳米骨架的水凝胶作用更为明显。上述研究揭示了SP促进BMSCs迁移的具体机制，并且为SP用于局部创面的临床转化提供了实验依据。另外，我们建立了良好的水凝胶递呈体系，为搭载外源性BMSCs，提高其移植效率并促进感染创面组织修复再生奠定了基础。

内容获取失败，请点击重试