新型生物材料助推干细胞治疗中风


  科学家称干细胞治疗中风取得重大突破的关键在于PLGA的应用。PLGA是一种新型生物可降解多聚物。它不但能将干细胞局限在中风病变区域,同时还能促进其与周围的脑组织相结合。研究者还强调,与其他技术相比,该项技术由于减少了游离干细胞的数目而显得更加安全和有效。

  中风多因脑血管的出血或阻塞所致,常造成部分脑组织的死亡。这些坏死的组织被体内的免疫系统清除,并在大脑中留下空洞。伦敦国王学院精神病学学会(the Institute of Psychiatry at King's College London)的神经生物学家迈克.摩多(Mike Modo)是这项研究的负责人,他说:“如果我们能够完全替代那块坏死的脑组织,那我们将在中风的预后方面取得更大的进步。而这项技术的应用,让我们看到了希望所在。”

  早期研究曾预测使用包括碳纳米管(carbon nanotubes)在内的支撑材料也许会帮助被导入的干细胞取代那些因中风而坏死的脑组织。而这项由生物科学研究理事会(Biotechnology and Biological Sciences Research Council)资助的最新研究成果,看来会大大地推进中风的治疗。

  研究小组证实,在小鼠脑中由于中风导致的空洞,可以在七天之内完全被新生的幼稚神经组织所取代。这项技术的应用很可能从根本上提高中风的治疗水平,解决这个导致工业化国家成年劳动力丧失的首要问题。

  研究人员将连接有神经干细胞的PLGA颗粒直接注射到中风空洞中,一旦进入大脑内部,这些PLGA颗粒就会相互结合形成复杂的脚手架样结构。摩多的研究小组利用核磁共振扫描(MRI scans)来精确定位干细胞的注射位置,并监测新生脑组织的生长情况。

  摩多说:“几天之后,我们观察到注射进大脑的干细胞沿着PLGA颗粒形成的脚手架样结构移动,并与周围的脑组织结合在一起而形成雏形脑组织。然后,这些载有干细胞的PLGA颗粒被机体逐渐降解,而其留下来的间隙和通道则被新生的组织、纤维和血管所填充。”他表示,在接下来的研究中,他们会在这些新生脑组织的部位注射血管内皮细胞生长因子(VEGF),用来促进新生脑组织部位血管的生长,并加速其成熟。

  格拉斯哥(Glasgow)大学的生物工程师乔纳森.库珀(Jonathan Cooper)说:“这项研究项目很好的展示了生物材料支架在帮助细胞移动中的重要作用,在它的帮助下细胞可以很容易移动到病变部位。这种生物材料支架不但可以帮助细胞进入空洞,而且还可通过自身降解留下来的空间为新生血管的生长腾出位置。”

  摩多的同事凯文.谢克雪夫(Kevin Shakesheff)认为,这项进步的关键在于这种新型的多聚物能够在三种不同的水平促进神经干细胞的生长和分化。这位诺丁汉大学的组织工程师说:“在宏观水平,它可以使病变导致的空洞能够很快地得到血供,这对新生组织的生长十分重要。在细胞水平,它可以在支架的表面与干细胞受体相连。而在分子水平,它确保了细胞能与正确的生长因子相结合。”

  谢克雪夫表示在进行人体试验之前,这种基质还需要进行大量的实验室测验。不过,他希望PLGA能够在12个月之内用于临床骨科手术。