神经细胞特异性研究

作者：管波青  大兴区人民医院

由于神经细胞的电特性及其对电刺激的快速再生反应，已经在推动发展导电水凝胶材料作为神经组织工程的底物。为此，研究了许多用于中枢神经系统再生的导电材料，使纳入材料中的神经元细胞之间能够进行细胞交流，并增强电信号传输，以模拟健康神经组织中的神经传递。导电聚合物，如聚吡咯、聚苯胺、聚噻吩和碳衍生物（即碳纳米管或石墨烯）通常用于合成。近年来，人们尝试通过将生物活性材料与导管掺杂剂相结合来构建导电基质。在大多数基于的药物释放材料中，电场的变化导致电荷分布不均匀，导致聚合物构象修饰Wu和同事[134]在胶原水凝胶中合成了修饰的电导管聚吡咯纳米颗粒，表明外部电刺激促进大鼠嗜铬细胞瘤细胞的神经元功能表达。同样地，卡伦和工人们将神经元网络封装在导电聚苯胺和聚丙烯纤维和琼脂糖的混合物中，形成保护屏障，同时可能影响网络的稳定性。设计了一种由n-羧乙基壳聚糖、壳聚糖修饰的聚吡咯纳米颗粒组成的导电/水凝胶醛端双官能团聚氨酯交联剂。间的设计的支架在斑马鱼脑损伤模型中具有良好的注射性和传导性，促进神经干细胞（NSCs）的体外附着、增殖和分化，并挽救运动功能。另一种导电注射水凝胶消毒神经母细胞瘤细胞（SH-SY5Y），促进其分化和定向生长。使用超副磁性氧化铁纳米颗粒也已被其他作者用于获得对齐结构，用于神经组织工程。制备了磁性纳米凝胶（胆固醇基取代的普鲁兰100ml，油酸包覆的氧化铁100g/ml）与从PC12细胞中分离的荧光标记外泌体杂交。有趣的是，作者发现，外泌体-磁性纳米凝胶杂交体的磁性诱导增强了脂肪来源的干细胞向神经元样细胞的分化。现有的关于这一主题的文献论文已经证明了应用外部磁场在原位排列神经细胞以获得足够的分化和定向生长的优势。然而，磁性响应性注射水凝胶的局限性导电水凝胶可以与生物催化分子和蛋白质功能化，以提高水凝胶的导电性和中枢神经系统内的再生。糖胺聚糖（GAGs）和透明质酸因其内部生物活性和仿生性得到了广泛的研究，而聚乙基二氧噻吩）（PEDOT）等分子在中枢神经系统内的诱导作用和稳定性也得到了研究。这两种类型的部分可以混合在一个单一的水凝胶中，以结合它们的特性。开发了一种含PEDOT-透明质酸纳米颗粒和壳聚糖（PEDOT-HA/Cs/凝胶）的水凝胶支架，以优化NSC细胞的增殖和神经突生长。该系统在体外测试，结果是无毒和增殖的结果。此外，该支架通过上调分化基因，促进了NSC向神经元和星形胶质细胞的分化，使该材料适合于进一步的临床前研究。据报道，电响应可注射水凝胶-由于其促进神经元附着、增殖和分化的能力，成功地显示了良好的中枢神经系统应用潜力。然而，该领域的研究还处于起步阶段，对于导电材料的生物相容性仍需要进一步的改进。超声波响应式可注射式水凝胶血脑屏障阻止了大多数系统给药的药物进入实质空间，阻碍了中枢神经系统疾病的成功治疗给药。从这个角度来看，一种新兴的方法是在目标脑区打开血脑屏障，利用聚焦超声波。一些临床试验已经证明了这种技术可以安全地打开血脑屏障的有效性。更重要的是，与用于治疗中枢神经系统疾病的替代技术相比，聚焦超声显示出了最小侵入性的好处，这表明这种新方法在方面具有很高的应用潜力。据报道，靶向药物传递的增强机制与超声辐射能量产生的热效应和非热效应有关。特别是，声能向热能的转移会导致辐照组织内的温度升高，从而导致细胞膜的扰动和血管通透性的增加。此外，非热效应，主要与空化有关，可导致一些生物学效应，包括超声穿孔和增强血管通透性。常用的超声响应型聚合物基材料包括聚合物包覆的橡胶、乳剂、微气泡、纳米气泡、纳米液滴和纳米乳剂、聚合物囊泡/胶束和聚合物水凝胶。超声响应性水凝胶显示了获得空间控制的生物活性热处理器传递的潜力首先在水凝胶前体溶液中进行超声对齐，然后用辣根过氧化物酶和稀释的过氧化氢交联，在90-120秒内固定对齐的细胞。成功地证明了不同程度和超声排列的细胞在20天后显示出定向的单向性。