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俄用新型水凝胶修复神经组织 还可用于培育组织和器官

来源:科技日报     时间:2020-08-24 16:53:46

俄罗斯远东联邦大学开发出由改型果胶制成的凝胶修复神经组织的技术。利用该技术创建的人工细胞外环境可用于修复神经组织,培育组织和器官,这对于切除恶性肿瘤和神经退行性疾病后大脑的恢复非常重要。相关研究成果近日发表在《国际神经生物学评论》期刊上。

远东联邦大学生物医学开发中心瓦季穆·库明科说:“我们研发的几种细胞外水凝胶基质能够抑制神经胶质瘤(一种恶性脑肿瘤)中的细胞增殖,同时,这些水凝胶基质的化学改变可用于保留正常神经干细胞的活力,将其‘保持’在未分化状态,从而保留其生存力和未来潜力。这对于再生医学中细胞生物技术的发展很重要。”他补充说,涉及使用果胶细胞外基质的生物工程解决方案需要进行彻底测试,但科研人员希望可以将水凝胶植入脑肿瘤切除区域,以杀死手术后残留的肿瘤细胞,同时保持健康细胞进一步康复的潜力。

瓦季穆·库明科称,在人体中,细胞外空间是一个复杂的分子网络,是一个主要由蛋白质和碳水化合物组成的矩阵。神经系统的基质主要是碳水化合物,其物理化学特性类似于“果酱”。这与具有更大弹性和刚性的基质不同,后者主要成分是蛋白质,这是结缔组织的特征,而细胞不可能沿着碳水化合物基质移动。他说,这是自然界形成的,因此在成年生物中,脑细胞不容易迁移到新区域,也不会太快地形成新的电连接。

瓦季穆·库明科表示,肿瘤细胞通过向其添加蛋白质成分来控制其周围细胞外空间的硬度。它们为自己“铺设”一条逃跑路径,以便在身体其他部位转移并形成新的肿瘤。在去除肿瘤后植入的主要成分为碳水化合物基质,不仅会抑制细胞的生长和增殖,而且还非常适合作为高毒性药物的输送材料。这些药物会逐渐从中释放出来,对整个身体的伤害较小,并杀死了其余的肿瘤细胞。下一步,为了刺激神经细胞再生和生长,可以通过注射更坚硬的基质(包括大量蛋白质)将其植入手术区域。他称,今后计划研究果胶基质的组成如何影响药物的释放速率,碳水化合物和蛋白质成分的哪种组合将有助于神经组织的恢复而不会留下疤痕以及肿瘤组织过度致密的特征。

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