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[分享] 2020-05-07 | 浙江大学高建青教授团队:抗氧化功能性水凝胶用于脊髓损伤的治疗

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发表于 2020-5-8 20:08:49 | 显示全部楼层 |阅读模式
本帖最后由 黑砖头 于 2020-5-8 20:32 编辑

脊髓损伤(Spinal cord injury,SCI)是一种非常严重的中枢神经系统疾病。因脊髓具有反射和传导的功能,一旦发生损伤,往往会造成损伤节段以下肢体的功能性障碍,甚至导致瘫痪。正如霍金是肌萎缩性脊髓侧索硬化症的代表性患者一样,SCI 的众多患者中也有我们熟悉的身影,比如超人的扮演者克里斯托弗-里夫。超人在 1995 年的马术比赛中摔伤而导致高位截瘫,在之后的 9 年中,瘫痪的症状没有丝毫恢复,最后因严重感染引发的心脏病去世,而这在 SCI 的患者中也是经常发生的事情。对于拥有优越医疗条件的名人尚且如此,SCI 为普通家庭带来的痛苦更是可见一斑。对于大多数 SCI 患者,能从轮椅上重新站起来,无疑是美好的梦想和奢望。

对于 SCI 的治疗,目前临床上的治疗手段,包括手术干预、药物治疗、高压氧疗法以及康复疗法等,仍然局限于相关并发症的缓解和后期的康复训练,无法实现有效的神经再生与运动功能恢复。而 SCI 难以治疗的原因主要在于损伤后复杂的病理变化会形成不利于神经再生的微环境,同时神经组织自身的恢复能力又极为有限。近些年来,组织工程学的发展为 SCI 的治疗带来了希望。在损伤局部缺乏细胞外基质的情况下,植入生物相容性材料是一种富有前景的桥连受损神经组织的方法。同时,损伤区域的组织长期处于伴随剧烈氧化应激和炎症反应的状态,活性氧种类的增加会持续地损伤周围的神经组织。因此,如何合理而有效地输送抗氧化剂与生物相容性材料对于 SCI 的治疗一直是个挑战。

英国皇家化学会材料类期刊 Biomaterials Science 最近发表了浙江大学高建青教授团队的一项研究成果。该论文构建了一种修饰抗氧化剂化合物 2,2,6,6- 四甲基哌啶氮氧化物(2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy,TEMPO)的功能化新型透明质酸水凝胶,通过抗氧化调节及细胞外基质的补充实现 SCI 后局部病理微环境的调控和神经组织的修复再生(图 1)。其中,TEMPO 首先通过氨基与经醛基修饰后的透明质酸链发生席夫碱反应被束缚在透明质酸链上,之后该透明质酸链通过部分残留的醛基与经己二酸二酰肼修饰的透明质酸链反应从而实现功能性水凝胶的构建(图 2)。该功能性水凝胶在体外模拟的过氧化微环境中表现出明显的抗氧化作用,在体内植入后可显著促进脊髓横断后大鼠的运动功能恢复(图 3)。同时,应用该功能性水凝胶进行治疗可以有效地保护膀胱组织免受神经源性损害,而泌尿系统的损伤往往是临床上 SCI 患者的主要致死因素之一。综上,该抗氧化功能性水凝胶提供了一种富有潜力的治疗策略,即通过功能化水凝胶的递送以实现 SCI 后病理微环境的综合调控以及神经组织的再生修复。

图 1. 抗氧化功能性 TEMPO 水凝胶用于 伤治疗的研究。

图 2. 抗氧化功能性 TEMPO 水凝胶的合成原理。

图 3. SCI 后大鼠运动功能的恢复情况。(A)SCI 模型示意图;(B)运动功能 BBB 评分结果;(C)各组大鼠体重变化情况

该研究的通讯作者,浙江大学高建青教授团队近年来一直致力于中枢神经损伤后的再生修复研究,成果相继发表在 Adv Mater、Adv Funct Mater、ACS Nano、J Control Rel、Biomaterials、ACS Applied Materials & Interfaces、InternationalJournal of Pharmaceutics 等期刊上,最新发表在 ACS Nano 上的研究通过在负载 MnO2 纳米粒的多功能肽修饰水凝胶中移植间充质干细胞,在严重型大鼠脊髓全切横断模型上产生显著的运动功能恢复,并诱导干细胞在体内的分化,促进脊髓组织的高效再生,为以干细胞与微环境调节为基础的中枢神经系统疾病治疗提供了一种有前景的治疗策略。目前,高建青教授课题组正在国家重点研发计划的支持下,与临床展开合作,进行大动物疗效评价。




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 楼主| 发表于 2020-5-8 20:34:10 | 显示全部楼层
2020-04-05 | 浙大药学院高建青教授作为课题负责人的国家重点研发计划“干细胞及转化研究” 重点专项获批


国家科技部“干细胞及转化研究”重点专项2019年第二批立项项目于日前下达,浙江大学药学院、浙江大学李达三·叶耀珍干细胞与再生医学研究中心高建青教授作为负责人承担项目课题二,该项目“人脐带间充质干细胞修复脊髓损伤的临床研究”为2019年度“干细胞及转化研究” 重点专项第二批立项项目。

脊髓损伤(SCI)发病率逐年增高,社会对于脊髓损伤治疗的需求越来越大,但目前却仍然面临无有效临床治疗手段的困境。由于缺乏有效的脊髓损伤治疗药物,近年来,对脊髓损伤的干细胞治疗手段研究受到广泛关注。目前,对于脊髓损伤的干细胞移植治疗,临床中缺乏标准的细胞产品。高建青教授团队在脊髓损伤的研究中开展基于干细胞通过生物材料的局部递送治疗研究,特别在结合药物局部缓释传递方面取得进展,在ACS Nano,ACS Applied Materials & Interfaces, Biomater Sci, Int J Pharm等杂志发表了一系列文章,关于干细胞来源外泌体结合肽修饰支架修复SCI的研究也已修回,目前,高建青教授课题组正与临床团队合作开展干细胞结合药物缓释体系对非人灵长类SCI治疗效果的考察。

此次获批的项目“人脐带间充质干细胞修复脊髓损伤的临床研究”,其目标是研制临床治疗脊髓损伤的人脐带间充质干细胞产品,进行系统的干细胞安全性、有效性评价及临床实验,为治疗SCI提供完整的临床解决方案,获批经费1948万。

干细胞临床研究及干细胞移植治疗重大疾病是“干细胞及转化研究”重点专项2019年度的资助领域之一,旨在针对神经、呼吸、消化系统或皮肤等方面的某一种重大疾病或损伤,推动和促进临床级干细胞产品的临床研究。本次获批的项目由天津医科大学总院牵头申报,课题其他合作单位还有浙江大学、中南大学和天津长和生物技术有限公司。我院高建青教授的主持项目课题二,将开展规范、完整的啮齿类及非人灵长类动物体内的干细胞治疗有效性及安全性等工作,为干细胞移植的临床转化奠定基础。通过干细胞国家级产业平台、国家级安评机构、科技部脊髓损伤国际合作基地和干细胞临床研究机构的共同协作,该项目将有力推动开发干细胞临床应用产品转化及相关产业的发展,培养若干具有重要影响力的领军人才和团队。

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