2024年6月7日
本研究开发并表征了可模拟神经功能的复合水凝胶,可用于研究并利用脂肪来源干细胞在脊髓损伤修复中的促再生行为。
本研究开发了一种基于脱细胞组织来源水凝胶的组合式细胞递送平台,用于脊髓损伤治疗。通过分析复合水凝胶中脱细胞效果及细胞活力,评估其作为三维培养平台的潜力。研究结果将有助于进一步探索脊髓损伤的治疗潜力。
近年来,在脊髓损伤修复领域,脱细胞技术已广泛应用于水凝胶中。该过程可清除组织或器官中的所有细胞和细胞核碎片,以避免引发不良的免疫反应,同时保留细胞外基质成分。目前,随着复合神经水凝胶的优化完成,后续将对这一平台进行表征分析,以最大限度地促进脂肪来源干细胞(ASCs)在脊髓修复中的神经再生行为。
本研究将有助于脊髓损伤修复的联合治疗策略开发,特别是增强干细胞治疗的潜在临床转化。首先,在冰箱中于4°C条件下将冷冻的脊髓组织解冻18至24小时,然后进行脱细胞处理。使用无菌剪刀小心去除硬脊膜。
将脊髓切成小段,每段长约一厘米。取三段放入50毫升离心管中。用去离子水在4°C、60 RPM条件下冲洗脊髓18至24小时。
接下来,用0.025%胰蛋白酶EDTA冲洗脊髓,随后用PBS冲洗,每次15分钟,重复两次。然后,使用以下溶液冲洗脊髓以进行脱细胞处理。最后,用去离子水冲洗脊髓,每次1小时,重复两次,再用PBS冲洗1小时。
然后,在0.01毫巴、56摄氏度条件下冻干脊髓三天,之后保存备用。将先前冷冻的猪坐骨神经在4摄氏度冰箱中解冻18至24小时,再进行脱细胞处理。接着,将坐骨神经切成小段,每段长约1厘米。
将三块组织放入一个50毫升离心管中。用去离子水冲洗坐骨神经7小时。然后,使用以下溶液冲洗坐骨神经以进行脱细胞处理。
然后,在0.01毫巴、56摄氏度条件下冻干三天,随后保存至使用。首先使用高压灭菌过的剪刀将先前脱细胞处理的猪脊髓和坐骨神经切碎成粉末。分别在含有1 mg/mL胃蛋白酶、浓度为15 mg/mL的0.01 N盐酸溶液中消化组织。
将磁力搅拌子放入溶液中,在4°C条件下以500 RPM转速搅拌至少四天,以制备预凝胶溶液。混合坐骨神经和脊髓预凝胶。然后,使用M199培养基和PBS将水凝胶稀释至所需浓度。
使用一种正常的氢氧化钠和盐酸将pH值调节至7.4。pH值调节完成后,将人脂肪来源的干细胞以每毫升100万个细胞的密度重悬于预凝胶中。使用PBS将预凝胶稀释至12毫克/毫升。
将其放入孔中,然后将PDMS盖片置于预凝胶上。在37摄氏度下孵育30分钟。随后,向孔中加入PBS。
移除PDMS盖片和溶液。向含有ASC的水凝胶中加入ASC生长培养基,并在37°C下孵育以进行培养。
本研究开发了一种利用脱细胞组织来源水凝胶的组合式细胞递送平台,用于脊髓损伤修复。对这些水凝胶进行了表征,以评估其作为脂肪来源干细胞三维培养平台的功效和潜力。
整合脱细胞神经基质与干细胞递送的组合型水凝胶平台,可应对脊髓损伤修复中的多种复杂挑战。该方法能够构建与疾病相关的三维系统,用于评估神经再生策略,从而提高早期治疗开发的可预测性。该平台的模块化特性使其适用于再生医学研发领域的广泛产品组合。
这种基于水凝胶的平台可融入从发现到临床前的研究连续体,支持对神经再生疗法进行迭代假设验证和机制性风险降低。