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2022年10月,西安市红会医院首席专家、脊柱病医院院长郝定均教授团队在生物医学领域权威期刊《Theranostics》(IF:11.6)上发表了题为“A functionalized self-assembling peptide containing E7 and YIGSR sequences enhance neuronal differentiation of spermatogonial stem cells on aligned PCL fibers for spinal cord injury repair”的研究性论文。
该研究设计了一种新型自组装功能性粘附肽,可在体外诱导精原干细胞向功能性神经元分化,并验证了该分化的神经元移植治疗脊髓损伤的有效性。红会医院为论文的第一完成单位,王致远博士和贾帅军主任医师为共同第一作者,郝定均教授和朱雷教授为该论文的共同通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委、陕西省科技计划、红会医院科技计划等项目的资助。
脊髓损伤导致大量神经元凋亡坏死,破坏神经纤维束的信号传导,导致机体功能丧失。损伤区域移植干细胞来源的外源性神经元是一种有效的神经修复策略。与其它绝大多数成体干细胞相比,精原干细胞(SSCs)的活性不受年龄的影响,并且也具有多向分化潜能。然而,精原干细胞是一种半贴壁细胞并且向神经元诱导分化效率较低。该研究中,郝定均教授团队设计出一种新型自组装功能性粘附肽Nap-E7-YIGSR,可以通过干细胞黏附肽序列EPLQLKM结构域在PCL纤维表面均匀自组装,增强材料的亲水性,改善PCL纤维的SSC亲和力。
此外,该自组装功能肽联合基础诱导培养基能极大的促进精原干细胞向成熟神经元分化,细胞膜片钳也充分证实了精原干细胞来源神经元存在静息膜电位及可产生动作电位。其次团队还揭示了β1-integrin/GSK-3β/β-catenin信号通路在精原干细胞向神经元分化中的作用。体内实验表明,将精原干细胞诱导的成熟神经元移植到脊髓损伤部位,可形成新的中继环路、促进髓鞘形成和突触形成。精原干细胞来源的神经元可以在脊髓损伤的微环境中存活和发挥功能,促进动物运动功能的恢复。多功能多肽和定向线性纤维的结合可以高效地诱导精原干细胞向神经元分化,这是一种有前景的促进脊髓损伤后的神经元替代治疗和促进功能恢复的治疗策略。
论文链接:
https://www.thno.org/v12p7567.htm