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基本信息
- 項(xiàng)目名稱：
- 海藻酸鈉在脊髓損傷干細(xì)胞移植治療中的作用
- 來(lái)源：
- 第十二屆“挑戰(zhàn)杯”省賽作品
- 小類：
- 生命科學(xué)
- 簡(jiǎn)介：
- 本項(xiàng)目旨在證明海藻酸鈉能作為生物相容性載體促進(jìn)脊髓間充質(zhì)干細(xì)胞的活性并通過(guò)激活損傷部位的內(nèi)源性修復(fù)反應(yīng)等途徑達(dá)到對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的修復(fù)作用，并且在整體模型上獲得較好的治療效果，為SCI的臨床治療提供實(shí)驗(yàn)參考，從而減輕此病給家庭，社會(huì)帶來(lái)的巨大負(fù)擔(dān)。
- 詳細(xì)介紹：
- 目的：為了研究不同方法配制的海藻酸鈉凝膠對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的生物學(xué)功能影響及其作為生物相容性載體在脊髓損傷后干細(xì)胞治療中的作用。方法：分別以去離子水和生理鹽水為溶劑，采用固態(tài)高壓蒸汽滅菌和液態(tài)高壓蒸汽滅菌兩種方法配制濃度為1%、5%和10%的海藻酸鈉凝膠；原代分離培養(yǎng)小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（mMSCs），用海藻酸鈉凝膠孵育，在不同時(shí)間點(diǎn)用MTT法檢測(cè)細(xì)胞的活性；建立小鼠脊髓全橫斷模型，將包被有mMSCs的海藻酸鈉凝膠填充斷端，術(shù)后兩周內(nèi)進(jìn)行BMS行為學(xué)評(píng)分；術(shù)后第14天取損傷段脊髓組織進(jìn)行免疫熒光染色，觀察神經(jīng)絲（NF-200）的表達(dá)與分布情況。結(jié)果：用去離子水配制的海藻酸鈉凝膠較之生理鹽水組有更好的溶解度和流動(dòng)性；MTT實(shí)驗(yàn)顯示固態(tài)高壓蒸汽滅菌法配制的濃度為10%的海藻酸鈉凝膠能顯著提高mMSCs的細(xì)胞活性，用該方法配制的凝膠包被mMSCs填充小鼠損傷脊髓斷端，發(fā)現(xiàn)該組小鼠從第三天起兩周內(nèi)的BMS評(píng)分明顯高于對(duì)照組；且其斷端組織的NF-200表達(dá)高于對(duì)照組。結(jié)論：用固態(tài)高壓蒸汽滅菌法制備的海藻酸鈉凝膠促進(jìn)mMSCs的活性，是脊髓損傷干細(xì)胞移植治療中的良好載體。
作品專業(yè)信息
撰寫目的和基本思路
- 本項(xiàng)目旨在證明海藻酸鈉能作為生物相容性載體促進(jìn)脊髓間充質(zhì)干細(xì)胞的活性并通過(guò)激活損傷部位的內(nèi)源性修復(fù)反應(yīng)等途徑達(dá)到對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的修復(fù)作用，并且在整體模型上獲得較好的治療效果，為SCI的臨床治療提供實(shí)驗(yàn)參考，從而減輕此病給家庭，社會(huì)帶來(lái)的巨大負(fù)擔(dān)。
科學(xué)性、先進(jìn)性及獨(dú)特之處
- 本項(xiàng)目主要由兩部分實(shí)驗(yàn)組成，包括MMSCs細(xì)胞水平和整體動(dòng)物模型水平來(lái)研究海藻酸鈉在SCI治療中的作用。 本項(xiàng)目創(chuàng)新性提出利用海藻酸鈉對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的促生長(zhǎng)作用將其應(yīng)用于臨床脊髓損傷治療。 在此之前海藻酸鈉在醫(yī)藥上的作用主要是用于海藻酸鈉凝膠、骨性支架材料和藥物微囊化薄膜，本實(shí)驗(yàn)將海藻酸鈉作為干細(xì)胞培養(yǎng)的基質(zhì)，使其制成干細(xì)胞凝膠混合物以用于后續(xù)動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的觀察。
應(yīng)用價(jià)值和現(xiàn)實(shí)意義
- 本項(xiàng)目通過(guò)探討海藻酸鈉是否能作為生物相容性載體促進(jìn)脊髓間充質(zhì)干細(xì)胞的活性并通過(guò)激活損傷部位的內(nèi)源性修復(fù)反應(yīng)等途徑達(dá)到對(duì)神經(jīng)細(xì)胞的修復(fù)作用，且是否在整體模型上獲得較好的治療效果，為SCI的臨床治療提供實(shí)驗(yàn)參考。在此基礎(chǔ)上通過(guò)進(jìn)一步的改進(jìn)和研究可將該治療方法推廣應(yīng)用于臨床治療，以減輕此病對(duì)家庭，社會(huì)帶來(lái)的巨大負(fù)擔(dān)。同時(shí)以期望推動(dòng)沿海地區(qū)褐藻產(chǎn)業(yè)的開發(fā)。
學(xué)術(shù)論文摘要
- 為了研究不同方法配制的海藻酸鈉對(duì)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的生物學(xué)功能影響及其作為生物相容性載體在脊髓損傷后干細(xì)胞治療中的作用。方法：分別用去離子水和生理鹽水配置濃度為1%、5%和10%的海藻酸鈉凝膠，觀察理化性質(zhì)；分別采用固態(tài)高壓蒸汽滅菌和液態(tài)高壓蒸汽滅菌兩種方法對(duì)海藻酸鈉進(jìn)行滅菌；原代分離培養(yǎng)小鼠骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（mMSCs），用不同方法配制的海藻酸鈉凝膠孵育，在不同時(shí)間點(diǎn)用MTT法檢測(cè)細(xì)胞的活性；建立小鼠脊髓全橫斷模型，將包被有mMSCs的海藻酸鈉凝膠填充斷端，術(shù)后兩周內(nèi)進(jìn)行BMS行為學(xué)評(píng)分；術(shù)后第14天取損傷段脊髓組織進(jìn)行免疫熒光染色，觀察神經(jīng)絲（NF-200）的表達(dá)與分布情況。結(jié)果：用去離子水配制的海藻酸鈉凝膠較之生理鹽水組有更好的溶解度和流動(dòng)性；MTT實(shí)驗(yàn)顯示固態(tài)高壓蒸汽滅菌法配制的濃度為10%的海藻酸鈉凝膠能顯著提高mMSCs的細(xì)胞活性，用該方法配制的凝膠包被mMSCs填充小鼠損傷脊髓斷端，發(fā)現(xiàn)該組小鼠從第三天起兩周內(nèi)的BMS評(píng)分明顯高于對(duì)照組；且其斷端組織的NF-200表達(dá)高于對(duì)照組。
獲獎(jiǎng)情況
- 1 研究結(jié)果在2010浙江省生理學(xué)會(huì)年會(huì)作口頭報(bào)告，摘要發(fā)表在該會(huì)議論文集上。 2 該項(xiàng)目組獲得2010年浙江省大學(xué)生科技創(chuàng)新新苗人才計(jì)劃資助 3 相關(guān)研究結(jié)果獲2011年度浙江大學(xué)城市學(xué)院大學(xué)生優(yōu)秀科研成果二等獎(jiǎng)
鑒定結(jié)果
- 暫無(wú)
參考文獻(xiàn)
- [1] CAI Pei-qiang, TANG Xun, LIN Yue-qiu (蔡培強(qiáng)，湯遜，林月秋). Present situation and progress in research on transplantation and repair of spinal cord injuries［J］. Chinese Journal of Trauma (中華創(chuàng)傷雜志), 2004, 20(11): 701-707. (in Chinese) [2] UCCELLI A, BENVENUTO F, LARONI A, et al. Neuroprotective features of mesenchymal stem cells［J］. Best Pract Res Clin Haematol, 2011, 24(1):59-64. [3] CHEN Shao-qiang, LIN Jian-hua(陳少?gòu)?qiáng), 林建華). Advances in Repair of Spinal Cord Injury by Transplantation 0f Marrow Mesenchymal Stem Cells［J］. Chinese Journal of Reparative and Reconstructive Surgery(中國(guó)修復(fù)重建外科雜志), 2007, 21(5): 507-514. (in Chinese) [4] HE Shu-lan, YIN Yu-ji, ZHANG Min, et al(何淑蘭，尹玉姬，張敏，等). Research Advances on Sodium Alginate Hydrogels for Tissue Engineering［J］. Chemical Industry and Engineering Progress(化工進(jìn)展), 2004, 11(23): 1174-1178. (in Chinese)
同類課題研究水平概述
- 脊髓損傷是由各種原因引起的脊髓結(jié)構(gòu)、功能損害，是一種嚴(yán)重致殘性的創(chuàng)傷。目前醫(yī)學(xué)上對(duì)脊髓損傷的治療尚沒(méi)有特效療法，細(xì)胞移植是一種值得期待的脊髓損傷治療方案，王海寶等將海藻酸鈉作為許旺細(xì)胞移植的載體用于脊髓損傷的治療，觀察到許旺細(xì)胞-海藻酸鈉凝膠移植能抑制大鼠脊髓損傷后脊髓細(xì)胞凋亡、促進(jìn)Bcl-2的表達(dá)，促進(jìn)脊髓運(yùn)動(dòng)功能的恢復(fù)。干細(xì)胞由于其具有增殖分化為不同種類細(xì)胞的能力，干細(xì)胞移植較之其他細(xì)胞移植有明顯得優(yōu)勢(shì)，被認(rèn)為是脊髓損傷修復(fù)最有前景的治療手段。研究發(fā)現(xiàn)SCI后移植MSCs，后者可通過(guò)抑制免疫反應(yīng)，分化為神經(jīng)樣細(xì)胞，或分泌神經(jīng)營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)，對(duì)促進(jìn)損傷脊髓修復(fù)和神經(jīng)功能恢復(fù)有良好得效果。 干細(xì)胞移植過(guò)程中需要找到一種理想的介質(zhì)，海藻酸鈉是一種良好得生物相容性載體。海藻酸鈉作為一種從海藻中提取出來(lái)的天然多糖，自身帶有二價(jià)陰離子，在二價(jià)陽(yáng)離子存在條件下可交聯(lián)形成網(wǎng)狀水凝膠。該凝膠為細(xì)胞的生長(zhǎng)提供了三維空間，又因其具有很好的親水性，營(yíng)養(yǎng)物質(zhì)易于滲透擴(kuò)散，且其酶解產(chǎn)物對(duì)細(xì)胞無(wú)毒害作用，故非常適宜細(xì)胞生長(zhǎng)。當(dāng)前，海藻酸鈉在醫(yī)藥上的作用主要是用于以凝膠的形式用于骨性支架材料和藥物微囊化薄膜中。王嫣等觀察了海藻酸鈉對(duì)大鼠MSCs的生物學(xué)效應(yīng)，發(fā)現(xiàn)MSCs在海藻酸鈉凝膠中生長(zhǎng)良好，且向成骨細(xì)胞分化。另一方面，由于用于組織工程的材料在使用前都需要進(jìn)行滅菌處理，而海藻酸鈉是一種對(duì)熱敏感的多糖單鏈大分子，在溶液狀況下，加熱和照射都會(huì)導(dǎo)致分子鏈斷裂，以至于影響海藻酸鈉的理化性能。李洪川等研究了不同消毒方法對(duì)海藻酸鈉—明膠共混體的pH值、吸光度值和黏度的影響，發(fā)現(xiàn)固體高壓蒸汽滅菌法的影響相對(duì)較小，是相對(duì)較好的滅菌方法。
