不同处理的丝素蛋白纳米纤维对神经干细胞功能的影响

【摘要】目的：在临床研究中神经损伤后的功能重建仍然充满着严峻的挑战。神经干细胞在神经发育和神经再生这两个过程中起着重要的作用。目前认为采用神经干细胞移植技术是治疗脊髓损伤、脑外伤、阿尔茨海默病、帕金森病等神经系统疾病最有前途的治疗方法。同时认为实现对神经干细胞的分化、增殖、迁移和凋亡的调控在神经干细胞移植过程中非常关键。随着相关研究的进展，众多的生物材料已被开发为底物或支架，并通过对其微观结构，表面电荷，生物力学性能以及成分的调控来模拟神经组织的微环境，进一步实现对神经干细胞行为的调控。在生物材料中，蚕丝和蜘蛛丝是最具有稳固性和坚硬性的代表。蚕丝蛋白形貌的可调控性，其对生长因子释放的调控性，以及良好的生物相容性这些特性使其作为能够实现对神经干细胞行为的调控和组织再生的最佳的生物材料支架的选择。然而，具有不同力学性能的丝素蛋白纳米纤维对神经干细胞行为是否具有调控作用尚不清楚。本课题研究的目的就是通过对丝素蛋白纳米纤维结构的改变使其具有不同的力学性能进而观察其对神经干细胞分化的影响。方法：四种不同处理的丝素蛋白纳米纤维表示如下（由苏州大学吕强教授课题组提供）：丝素蛋白纳米纤维未处理组（silknanofiberhydrogel，SN-H对照）；真空水处理组（water-annealedsilknanofiberhydrogel，WA-SN-H）；50%甲醇处理组(50%methanol-annealedsilknanofiberhydrogel，MA50-SN-H)；80%甲醇处理组（80%methanol-annealedsilknanofiberhydrogel，MA80-SN-H）。通过分离来源于胚胎发育期14天(E14)的野生型小鼠端脑，使用细胞培养技术在不同处理的丝素蛋白纳米纤维玻片上培养神经干细胞，经过利用5-溴脱氧尿嘧啶核苷(5-Bromo-2-deoxyUridine,BrdU)嵌合实验进行神经干细胞的增殖分析。通过进行神经干细胞分化、迁移处理来进行细胞分化、迁移能力分析。通过对神经干细胞进行activeCaspase-3抗体(凋亡细胞特异性表达)免疫荧光染色检测和DAPI检测来进行神经干细胞凋亡分析。结果：1）四种不同处理的丝素蛋白纳米纤维对神经干细胞增殖的影响无明显差别。2）与丝素蛋白纳米纤维未处理组比较，真空水处理组、50%甲醇处理组以及80%甲醇处理组均减少了神经干细胞的凋亡。3）与丝素蛋白纳米纤维未处理组比较，真空水处理组、50%甲醇处理组以及80%甲醇处理组均促进神经干细胞向神经元的分化。4）与丝素蛋白纳米纤维未处理组比较，真空水处理组和50%甲醇处理组促进神经干细胞向星形胶质细胞的分化；而与未处理组比较，80%甲醇处理组抑制神经干细胞向星形胶质细胞的分化。5）与丝素蛋白纳米纤维未处理组比较，真空水处理组和80%甲醇处理组明显促进神经球中神经干细胞的向外迁移能力；相反未处理组和50%甲醇处理组对神经干细胞迁移无明显影响。结论：具有不同力学性能的丝素蛋白纳米纤维对神经干细胞的凋亡、增殖、分化和迁移有明显的影响。与未处理的丝素蛋白纳米纤维组比较，1）真空水处理组、50%甲醇处理组和80%甲醇处理组对神经干细胞的增殖和凋亡无明显影响。2）真空水处理组、50%甲醇处理组和80甲醇处理组促进神经干细胞向神经元的分化。3）真空水处理组和50%甲醇处理组促进神经干细胞向星形胶质细胞的分化，而80%甲醇处理组减少神经干细胞向星形胶质细胞的分化。4）真空水和80%甲醇处理组促进神经干细胞的迁移，而50%甲醇处理组对神经干细胞迁移无明显影响。
【作者】张文敏；
【导师】马全红；
【作者基本信息】苏州大学，神经病学，2014，硕士
【关键词】丝素蛋白纳米纤维；神经干细胞；移植；神经移植支架材料；

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