可调控降解CSPGs的藻酸盐3D微管道支架的构建及其对慢性脊髓损伤的修复作用研究

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基本信息

  • 批准号:
    81901895
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    H2809.医用生物材料与仿生材料
  • 结题年份:
    2022
  • 批准年份:
    2019
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2020-01-01 至2022-12-31

项目摘要

Reactive glial scarring and cavitation in the lesion are the typical changes of traumatic spinal cord injury (TSCI) in chronic phase, which are great hurdles impeding axonal growth. Our previous studies indicated that the alginate-hydrogel scaffold (AHS) with linear capillaries had great biological compatibility with the spinal cord. Besides, engraftment of alginate scaffold into the lesion of TSCI in the early stage was able to repair the spinal cord by restoring the continuity and providing guidance for axonal regeneration in a nearly physical and linear pattern. Regenerating axons, however, were confined in the glial scar around the graft after extending through the lesion and lost growth capacity gradually in previous studies,which leads to the failure of synaptic formation with downstream neurons. Most recent researches illuminated that chondroitin sulfate proteoglycans (CSPGs) within the scars were the major factors inhibiting axonal regeneration via activating various receptors. Subsequently, strategies targeted refilling of the cavity and degradation CSPGs in the glial scar would potentially facilitate further axonal growth and functional improvement..To optimize the therapeutic efficacy of AHS and avoid the side effects of CSPGs overdegradation on spinal cord tissue, the present project is designed to establish a viral vector (Tet-on-ChABC) to strictly control CSPGs digestion, exploring the therapeutic effects of AHS in combination with regulated CSPGs digestion in axonal plasticity and functional recovery after chronic TSCI. The results from this novel study are highly expected to provide effective approaches and theoretical supports for upcoming treatment of chronic TSCI.
囊腔和胶质瘢痕形成是影响慢性创伤性脊髓损伤(TSCI)后轴突再生的主要因素。申请者前期研究发现含有线性微管道的藻酸盐凝胶支架(AHS)与脊髓组织有良好的生物相容性,能有效修复囊腔并介导轴突呈接近生理状态的线性生长。但是,新生轴突“穿过”囊腔后局限在周围胶质瘢痕中而失去再生潜能,不能与下游神经元建立突触联系。近年来研究认为胶质瘢痕中硫酸软骨素蛋白聚糖(CSPGs)是抑制轴突再生的主要因子之一。因此,AHS移植联合可调控降解CSPGs的治疗措施,有望提高AHS的治疗效率,同时避免CSPGs过度降解对正常脊髓组织的不利影响,促进伤后轴突重塑和功能恢复。本项目拟在前期基础上,优化移植策略并利用基因工程技术构建可调控降解CSPGs的基因载体,研究AHS移植和可调控降解CSPGs的联合治疗措施对慢性TSCI后轴突再生和功能重建作用,为慢性TSCI的治疗提供安全有效的新途径和理论依据。

结项摘要

慢性创伤性脊髓损伤(TSCI)发病率高,治疗难度大,治疗效果差。囊腔和胶质瘢痕形成是影响TSCI后轴突再生的主要因素。申请者前期研究发现含有线性微管道的藻酸盐凝胶支架(AHS)与脊髓组织有良好的生物相容性,能有效修复囊腔并介导轴突呈接近生理状态的线性生长。但是,新生轴突“穿过”囊腔后局限在周围胶质瘢痕中而失去再生潜能,不能与下游神经元建立突触联系。本研究中,申请者以慢性TSCI的大鼠为动物模型,采用显微手术切除瘢痕后移植AHS的方法,修复脊髓的连续性并促进一定数量的轴突再生和功能恢复,验证了AHS对TSCI修复的有效性。为进一步提高移植效率和安全性,项目组采用AHS联合可调控降解胶质瘢痕中硫酸软骨素蛋白聚糖(CSPGs)的方法,进一步促进了轴突再生进入正常脊髓组织,恢复肢体功能。此外,项目组还将AHS荷载脊髓神经干细胞(NSPCs)移植到伤灶中,可见NSPCs分化成神经元,在受体脊髓神经元之间充当“桥接”的作用,重建神经环路。本研究充分验证了AHS对慢性TSCI的修复作用,并为AHS作为其他治疗手段的载体奠定了基础,为慢性TSCI的治疗提供安全有效的新途径和理论依据。

项目成果

期刊论文数量(5)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Restoration of spinal cord injury: From endogenous repairing process to cellular therapy.
脊髓损伤的恢复:从内源性修复过程到细胞治疗
  • DOI:
    10.3389/fncel.2022.1077441
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    FRONTIERS IN CELLULAR NEUROSCIENCE
  • 影响因子:
    5.3
  • 作者:
    Wu, Yaqi;Tang, Zhijian;Zhang, Jun;Wang, Yu;Liu, Shengwen
  • 通讯作者:
    Liu, Shengwen
Zn2+ 交联的海藻酸钠三维支架的理化特性 及其与脊髓神经干/祖细胞的生物相容性研究
  • DOI:
    10.16780/j.cnki.sjssgncj.20220210
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    神经损伤与功能重建
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    周军;唐志坚;吴雅奇;刘胜文;王煜
  • 通讯作者:
    王煜
Anisotropic Alginate Hydrogels Promote Axonal Growth across Chronic Spinal Cord Transections after Scar Removal
各向异性藻酸盐水凝胶促进疤痕去除后慢性脊髓横断的轴突生长
  • DOI:
    10.1021/acsbiomaterials.9b01802
  • 发表时间:
    2020-04-01
  • 期刊:
    ACS BIOMATERIALS SCIENCE & ENGINEERING
  • 影响因子:
    5.8
  • 作者:
    Huang, Lulu;Wang, Yu;Liu, Shengwen
  • 通讯作者:
    Liu, Shengwen
Alginate hydrogel cross-linked by Ca(2+) to promote spinal cord neural stem/progenitor cell differentiation and functional recovery after a spinal cord injuryhh.
Ca2交联海藻酸盐水凝胶可促进脊髓损伤后脊髓神经干/祖细胞分化和功能恢复hh。
  • DOI:
    10.1093/rb/rbac057
  • 发表时间:
    2022
  • 期刊:
    REGENERATIVE BIOMATERIALS
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Zhou, Jun;Wu, Yaqi;Tang, Zhijian;Zou, Kaipeng;Chen, Juan;Lei, Zuowei;Wan, Xueyan;Liu, Yanchao;Zhang, Huaqiu;Wang, Yu;Blesch, Armin;Lei, Ting;Liu, Shengwen
  • 通讯作者:
    Liu, Shengwen
神经干细胞移植治疗脊髓损伤研究新进展
  • DOI:
    10.16780/j.cnki.sjssgncj.20190611
  • 发表时间:
    2021
  • 期刊:
    神经损伤与功能重建
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    刘胜文;王煜;雷霆
  • 通讯作者:
    雷霆

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其他文献

他莫昔芬对小胶质细胞氧糖剥夺后迁移和增殖的影响
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2014
  • 期刊:
    神经损伤与功能重建
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    韩庆东;刘胜文;孙炜;谢蕊繁;雷霆;陈劲草;张华楸
  • 通讯作者:
    张华楸
Toll样受体4在创伤性颅脑损伤中的作用及其机制
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    中华实验外科杂志
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    尧小龙;丁卫;岳鹏杰;赵冥;谢蕊凡;胡峰;刘胜文;张华楸
  • 通讯作者:
    张华楸

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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

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          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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