神经生长因子和碱性成纤维细胞生长因子在周围

来源:https://www.80088005.com 作者:社会科学 人气:67 发布时间:2019-02-01
摘要:~1.5例/千万创伤病例中,周围神经损伤占1.5%~4.0%。我国每年新增60~90万例周围神经损伤病例。与中枢神经系统相比,周围神经结构较简单,也比较容易再生。但周围神经修复的程度和

  ~1.5例/千万创伤病例中,周围神经损伤占1.5%~4.0%。我国每年新增60~90万例周围神经损伤病例。与中枢神经系统相比,周围神经结构较简单,也比较容易再生。但周围神经修复的程度和速度,仍是目前治疗的难点。

  周围神经损伤后再生轴突的延伸,依赖于多种神经营养因子,其中神经生长因子(nerve growth factor,NGF)和碱性成纤维细胞生长因子(basic fibroblast growth factor,bFGF)最具代表性,例如NGF既能帮助受损的外周神经轴突再生,也可促进血管生成。但这些因子在体内降解迅速,半衰期短,维持治疗剂量非常困难,并且在非神经组织中,表现出非特异性的效应,故在神经损伤部位如何有效使用因子及局部控制性释放,仍具有挑战性。

  1.NGF:目前组合2~3种因子与各型神经导管复合应用的研究,是周围神经再生修复的一个重要方向。

  (1)局部应用:局部应用NGF能刺激神经再生。NGF有助于更多数量的轴突、更厚的髓鞘及较大直径更成熟的神经再生。NGF还具有可加强硅胶管桥接的效果,利于运动神经再生。

  (2)持续释放:NGF持续长时间段内以受控的方式释放,是提高再生效果的必由之路。局部注射受控释放的NGF微球,能提高周围神经再生跨越短神经间隙的能力。Lee等应用肝素来固定NGF,使用纤维蛋白基质减缓其扩散,其结果显示,轴突再生有剂量依赖性作用。体外实验显示,加入肝素的血纤维蛋白凝胶,可降低NGF的释放速率,缓慢释放长达14 d。有研究采用培养的PCI2细胞形态学变化进行评估,与NGF以游离形式每日加入到培养基中的给药方式相比,NGF由纤维蛋白凝胶释放的给药方式,PCI2细胞的存活率和分化程度更高。Pfister等构建了多层体系,在聚电解质海藻酸钠/壳聚糖复合物上涂布聚丙交酯-共-乙交酯来控制嵌入的NGF释放,每天以纳克水平持续释放。

  (3)与导管复合应用:许多研究者构建不同材料和内部结构的导管,复合应用NGF,获得较好的结果。纤维连接蛋白导管,可帮助NGF靶向释放。浸渍纤维连接蛋白的NGF神经导管已成功地应用于大鼠神经再生模型。单独使用导管,在灵长类动物模型周围神经缺损中,显示有促进再生的能力;局部供给NGF,则可进一步增强神经再生。

  采用NGF+肝素聚硅氧烷神经导管修复,NGF的结合部位是肝素中具有中等亲和力的双结构域的肽,证实NGF能增加神经纤维的直径。可生物降解聚乳酸/硫酸软骨素/壳聚糖神经导管具有良好的生物相容性和机械性能,可使用碳二亚胺固定NGF到神经导管。Liu等采用聚(乳酸-己内酯)复合NGF神经活性修复导管。Yu等成功建立了用于神经修复持续给药的NGF载体,与脱细胞神经移植物联合使用。他们将含有NGF的聚合物微球,用纤维蛋白胶固定复合在去细胞后的神经移植物上。

  京尼平交联明胶亦是一种有应用前景的载体,制备高浓度并可长期释放的NGF体系,有助于长距离神经缺损的再生。Wang等构建一种壳聚糖基复合神经导管,其上的NGF是通过京尼平交联固化。NGF依浓度梯度进入导管,在周围神经损伤修复中至关重要。采用NGF浓度梯度的新型支架,可显著发挥其促进神经再生的作用。将NGF/丝素蛋白吸附、NGF固定化膜及纳米纤维神经导管相结合,可获得NGF梯度释放。

  2.bFGF:近年来的研究证实,bFGF及其受体在周围神经系统中具有重要的生理作用。bFGF及其受体在背根神经节和周围神经表达,当背根神经节和周围神经损伤后,在近端和远端神经残段显示表达上调。在生理情况下,bFGF主要是由神经节神经元表达;而在神经病变的损伤部位,随着雪旺细胞和巨噬细胞的侵入,成为bFGF及其受体1-3表达的主要细胞来源。

  (1)生理学和药理学作用:内源性合成的bFGF可以通过调节雪旺细胞的增殖、轴突和髓鞘的再生,影响早期周围神经再生。其有助于轴突直径的扩大,并增加较粗的轴突的数量。外源性给予bFGF,可保护神经元损伤诱发的细胞凋亡,增强各种类型神经元在体外的存活,促进轴突再生和延长。bFGF不仅有利于横断的面神经内的血管再生,也可作为面神经再生过程中的神经营养剂。雪旺细胞基底膜管能引导和促进周围神经轴突的再生,外源性的bFGF可以保留于基底层,数天内缓慢释放;bFGF还可以通过直接影响轴突,不经由雪旺细胞或血管生成机制,促进早期再生轴突的延长。

  (2)局部应用:因为bFGF半衰期短和快速的扩散,采用传统的给药方式,长期无明显效果。Toledo等报道,局部应用bFGF促进大鼠面神经有髓神经纤维明显增加。他们经皮下将配有输送导管的渗透性微型泵置人靠近神经的吻合口。结果显示,bFGF与低剂量的FK-506联合应用,能增强神经愈合,加快早期阶段的神经再生,其中FK-506单独使用亦可促进神经再生。Chaiyasate等将小渗透泵置于近端神经吻合口处,比较FK-506和bFGF对外周神经再生的作用,结果显示,FK-506和bFGF均可促进神经轴突再生的数量,差异无统计学意义。

  (3)控制缓释:重组人bFGF(recombinant human bFGF,rhbFGF)具有多种生物活性,在神经保护和增强神经再生中起重要作用。因其半衰期亦短,普通给药方式作用有限。为延长rhbFGF的生物活性和增强其生物学效应,用可吸收胶原海绵作为基质和载体控制rhbFGF的释放,能改善大鼠坐骨神经损伤的修复和再生。长期控释的bFGF,可作为血管生成疗法。肝素结合的聚(L-丙交酯-共-乙交酯)纳米球是一种较新开发的bFGF缓释载体材料。bFGF从纳米球释放可持续3周,元初始突释现象。而使用纳米球悬浮在纤维蛋白凝胶的输送系统,bFGF的释放期能增至4周以上。

  bFGF从纤维蛋白凝胶纳米球上释放的速率,是由血纤维蛋白凝胶的纤维蛋白原浓度控制的。随纤维蛋白原浓度的增加,bFGF的释放速率降低。Jeon等采用人脐静脉内皮细胞培养的方法,对bFGF从纤维蛋白凝胶HCPNs释放的生物活性进行评估,显示其可以持续有效释放15 d,显著增强bFGF的血管生成疗效。

  (4)与导管复合使用:药物动力学研究表明,bFGF复合于神经导管植入体内后,第1天bFGF的释放呈爆发样,其后至少有2周的释放呈线性变化。Laquerriere等比较α-黑素细胞刺激激素和bFGF对促进轴突伸长的影响。将以上溶液分别填充至胎盘Ⅳ型胶原导管内桥接,发现只有bFGF组动物显示体感诱发电位反应显著性改善。Ide等发现,使用含雪旺细胞基底薄片(5 mm)脱细胞神经片段作为同种异体移植物,无需任何免疫抑制剂;当外源性联合应用bFGF时,可以提高再生轴突的生长。

  利春叶和曹代成证实,bFGF结合自体移植静脉导管,能够明显地促进神经再生。体外研究发现,将bFGF加入到聚D,L-乳酸培养基质中,bFGF可以保留自身的生物活性,并能连续地从基质中释放,维持背根神经节和雪旺细胞的存活和生长。Wang等通过控制溶剂蒸发速率成功制备聚D,L-乳酸材料导管。神经导管具有2层结构(内层致密,外层微孔),内层致密层可以防止成纤维细胞向内生长,外多孔层允许血管向内生长和必需的营养物质扩散进人引导内腔,可将bFGF嵌入其内层中。Ohta等开发出H/A凝胶,其中包括肝素/藻酸盐/乙二胺共价交联。

  肝素与bFGF结合后,bFGF可以保持生物活性,并稳定释放1个月。Ikeguehi等旧副首先在硅胶管内表面植入带负电荷的碳离子(C-),发现其有助于神经断端桥接再生。随后他们复合使用bFGF,效果进一步增强。Ikeda等旧叫比较单纯神经导管(对照组)、神经导管涂以诱导多能干细胞(inducedpluripotent stem cell,IPSC)衍生的神经球(IPSC组)、神经导管涂以IPSC衍生的神经球+bFGF明胶微球(IPSC+bFGF组)及自体移植组对神经再生的作用。结果显示,自体移植组获得最快的功能恢复和最佳的轴突再生,然后按顺序依次为IPSC+bFGF组、IPSC组及对照组。即除自体移植外,其他3种修复方法中,源自IPSC的神经球和bFGF的递送给药系统的结合,能最大程度地增强修复疗效。

  由于胶原优良的生物学性质,胶原导管作为一种天然的生物功能支架已被广泛使用。线性有序胶原支架纤维是良好的腔填料,可以引导有序方向的神经再生。有研究表明,将胶原管内填充胶原蛋白结合的bFGF加载线性有序胶原支架纤维,能够促进神经横断的重建。

  3.NGF与bFGF的协同作用:bFGF能显著促进周围神经损伤的修复功能,其效果可能优于NGF。采用大鼠横断的坐骨神经模型比较两种因子的作用,发现bFGF组的神经传导速度明显高于NGF组。bFGF和NGF均可刺激胆碱酯酶阳性纤维发芽再生,但NGF释放并作用于受损的神经元后,只有细的神经纤维再生;而bFGF既可以促进细纤维再生,又促进粗神经纤维再生心。

  有研究已经发现,NGF和bFGF间具有协同作用,其能引起新生血管的快速形成,可防止神经元移植后死亡。对缺氧、缺血性脑损伤新生大鼠的研究发现,联合应用外源性bFGF和NGF,可使药效加强。

https://www.80088005.com/shehuikexue/178.html

最火资讯