Nat Commun | 浙江大学贺永等团队合作研究设计了一种纤维增强组织绷带用于损伤的骨盆神经节

学术   2024-10-20 09:27   中国  


iNature

神经性膀胱常发生在盆腔神经节损伤后。它的症状,如严重的尿潴留和尿失禁,对个人的生活质量有重大影响。不幸的是,目前没有有效治疗这种类型的伤害。

2024年10月17日,浙江大学贺永,浙江省人民医院张大宏共同通讯Nature Communications 在线发表题为A tissue bandage for pelvic ganglia injury的研究论文,该研究设计了一种纤维增强组织绷带用于损伤的骨盆神经节。组织绷带有望作为神经节修复的实用治疗方法,为开发更有效的治疗这种棘手疾病提供了希望。

在组织绷带中形成的紧密连接创造了一个微型组织结构,增强了体内环境中的抵抗力,并提供了生长因子来支持神经节的愈合。强力纤维类似于临床绷带,保证操作方便。此外,组织绷带可以在低温下保存5个月以上而不影响细胞活力,满足临床产品的要求。用组织绷带包扎双侧骨盆神经节挤压损伤的雄性大鼠。与损伤组和支架组观察到的严重神经源性膀胱症状相比,组织绷带明显改善了膀胱功能。研究发现组织绷带通过促进骨盆神经节内细胞骨架蛋白的表达来增加对机械损伤的抵抗力。

神经性膀胱(NB)是神经系统疾病的常见后遗症,主要表现为早期尿潴留和晚期尿失禁。它会导致身体和精神压力,对生活质量产生负面影响。NB可分为外周型(盆腔手术、创伤、放疗和分娩引起的盆腔神经丛损伤)和中枢型(帕金森病、多发性硬化症和脊髓损伤引起的中枢神经系统损伤)。与中央NB相比,盆腔神经丛损伤的研究有限。然而,随着盆腔疾病检出率的提高,手术治疗已越来越普遍,成为金标准。术中不可避免的对周围神经结构的损伤可导致NB发生的增加。例如,前列腺切除术后NB患病率从1%到87%不等。尽管采取了神经保护手术等措施,直肠癌患者仍然经常面临排尿问题。恢复逼尿肌功能和修复骨盆丛神经控制是NB治疗的关键。目前膀胱功能障碍的治疗方案包括抗毒蕈碱药物和间歇性膀胱引流。然而,目前缺乏恢复骨盆神经功能的有效方法。膀胱生物电刺激缺乏特异性和有效性。同样,骶神经刺激不能建立必要的神经连接,使得人工膀胱起搏无法实现。目前迫切需要通过神经修复来解决持续性NB对患者的重大影响。

大鼠骨盆神经节挤压损伤(MPG)为研究盆腔手术或外伤引起的神经损伤(包括NB)提供了方便的模型。该模型的特点是外伤性神经节病,一种影响骨盆丛的急性严重疾病。与雌性相比,雄性大鼠更容易识别出它们更大、更突出的MPG。这一特点降低了手术建模的难度,有助于建立更稳定的模型。此外,由于解剖学上的差异,女性表现出更多的尿失禁和轻微的膀胱扩张。相比之下,雄性大鼠表现出严重的尿潴留和膀胱扩张,使其成为评估治疗效果的更合适的模型。研究表明,血管生成可以通过血管内皮生长因子引导轴突发芽,促进神经干细胞和祖细胞的神经发生,从而促进神经损伤后轴突的再生。内皮细胞为神经内血管生成创造了有利的微环境。促进损伤部位的血管生成为神经恢复带来希望。人脐静脉内皮细胞(HUVECs)是一种重要的内皮细胞系,可分泌VEGFA等生长因子,已被选为MPG的治疗药物。

TB的制备与应用(图源自Nature Communications 

细胞片技术由于其多细胞结构,有助于减少细胞在传递过程中的损失,延长细胞在体内的存活时间,被广泛应用于细胞传递。然而,它们有限的机械性能限制了它们的应用。临床操作的实用性是产品设计的关键因素。此外,考虑到骨盆神经节的微妙和复杂的性质,输送系统必须足够灵活,以适应组织结构,防止神经节的额外损伤。一种纤维增强组织绷带(TB)的发展,以解决盆腔神经节损伤。

研究利用熔融电解技术制备了聚ε-己内酯(PCL)双层膜结构。设计特点是交织的微型纤维,以提高抗断裂性,并为细胞负载提供合适的孔径。此外,强力纤维被集成以提高机械耐久性,模仿临床绷带以增强外科手术过程中的可用性。在支架上培养HUVECs,形成类似微型组织的紧密连接(TJs),有效防止细胞渗漏,抵抗恶劣环境。将TB应用于压碎的MPG中,结果显示,在2周后,TB可以保存膀胱功能,减少尿潴留损伤。此外,研究发现TB可以使用无血清冷冻保存培养基(SFCM)在低温下有效保存长达5个月,在解冻后保持其活力和修复效果。消除化学修饰和资源密集型技术简化了FDA的批准过程,而PCL的生物降解性增加了它的吸引力。总的来说,这种治疗方法被认为是直截了当的,是各种临床应用和可转换产品的有前途的选择。


参考消息:

https://www.nature.com/articles/s41467-024-53302-5

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