中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所戴建武團隊20年來專注脊髓損傷修復(fù)研究，成功研發(fā)了神經(jīng)再生膠原支架（NeuroRegen Scaffold），并在100余例患者的臨床研究中表明神經(jīng)再生膠原支架安全有效。該產(chǎn)品近期啟動了以醫(yī)療器械注冊為目標的多中心臨床試驗。
該團隊開展了基于NeuroRegen支架的脊髓組織體外制造研究。前期，團隊在脊髓制造的種子細胞選擇方面進行系統(tǒng)研究，建立了臨床級人脊髓來源神經(jīng)干細胞及星形膠質(zhì)細胞的三維培養(yǎng)方法（Xu et al. Bioactive Materials, 2022; Jin et al. Bioengineering & Translational Medicine, 2022）。近期，團隊通過材料與細胞共價偶聯(lián)技術(shù)制造了具有藥物靶向引導(dǎo)功能的人脊髓組織。
該團隊利用神經(jīng)干細胞表面代謝標記及支架材料化學(xué)修飾實現(xiàn)了細胞與材料的共價結(jié)合，既可以促進干細胞向神經(jīng)元分化，還有利于細胞在材料表面的拓撲形態(tài)引導(dǎo)下形成縱向平行排列的仿生脊髓結(jié)構(gòu)。同時，該研究在類脊髓組織外周包裹了加載星形膠質(zhì)細胞的膠原套管，利用星形膠質(zhì)細胞的營養(yǎng)支持作用改善脊髓組織移植微環(huán)境，表面修飾過的星形膠質(zhì)細胞還可以特異識別注射到血液中的包含活性氧清除藥物的載體。團隊將以上人脊髓組織移植到大鼠全橫斷脊髓損傷部位，發(fā)現(xiàn)其顯著提高了外源細胞在損傷區(qū)的定植、存活及分化，并促進大鼠運動功能的恢復(fù)。
該研究于近日以Spinal cord tissue engineering via covalent interaction between biomaterials and cells為題發(fā)表在Science Advances上。
生物材料與細胞共價偶聯(lián)構(gòu)建類脊髓組織示意圖
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