摘要

背景:使用移植物促進周圍神經再生，重要的是要考慮免疫係統的刺激，靈活性和應變能力。成功的主要原因是雪旺細胞、生長因子和細胞外基質。由於內源性雪旺細胞不夠，外源性培養的細胞在軸突再生中發揮重要作用，特別是在周圍部位。

方法:在4個月的時間內比較了兩種移植技術，包括大鼠靜脈移植和不移植許旺細胞。

結果:含有雪旺細胞的移植物表現出比對照組高8倍的運動能力。

結論:許旺細胞似乎在周圍神經係統的軸突再生和修複中起著至關重要的作用。

關鍵字

神經再生;靜脈移植;雪旺細胞

簡介

在神經被切斷的情況下，在神經的近端和遠端之間的間隙進行神經移植有時是必要的。近二十年來，有兩種類型的移植物填補了天然和合成基團的空白。自然移植物通常包括末梢神經、動脈、靜脈甚至肌肉自體移植物、異體移植物和異種移植物，但有一定的局限性。合成移植物，即聚乙醇酸(PGA)、聚乳酸或聚乳酸(PLA)、聚乳酸-聚乙醇酸(PLGA)和聚羥基烷酸(PHA)，在一般和特定情況下限製了天然移植物的使用時通常是有用的[1-4]。許多實驗表明內生雪旺細胞數量的缺乏是不完全再生的一個危險因素。因此，外源培養的細胞變得非常重要。Carriel等人是使用組織學、組織化學、免疫化學和超微結構技術進行外周神經係統(PNS)[1]軸突再生的幾個小組之一。為了更好地理解雪旺細胞在神經再生中的作用，研究人員發現雪旺細胞通過在裸外周軸突周圍多次折疊形成髓鞘，將其轉變為有髓鞘的纖維，而雪旺細胞隻是包圍細軸突，將其覆蓋而不使其形成髓鞘。為了更好地修複和再生，PNS的第一步是在受損部位實現細胞浸潤，除了所需的營養因子外，雪旺細胞是必不可少的。細胞外基質是由細胞浸潤產生的，細胞外基質在提供邦格納氏帶方麵起著至關重要的作用。 Bungner’s bands provide leading bridges to help axons reach the distal side of the damaged area where there is a gap to shorten the trip from the proximal to the distal [1,5] ends. This is the cornerstone of axonal regrowth and nerve repair since the distal part of the damage would decay and regeneration can only be accomplished by the only living side. Some studies argue that PNS damage in mammals causes nerve demyelination and, at the same time, increases expression of transcription factors which ultimately result in Schwann cells move into proximity of undifferentiated cells [6]. The resulting immature cells, in turn, start making columnar structures named Bungner’s bands [6-8]. The molecular basis of nerve regeneration has been the focus of many investigators [6,9] and some believe that nervous function cannot be exactly restored since some fine skills are lost and would only return by physical activities and exercise [10]. A group of researchers, in 2013, reported grafting peripheral nerves with Schwann cells and bone marrow stromal cells. Both cell lines have the potential of producing neural growth factors (NGFs), brain-derived neural growth factor (BDNF) and vascular endothelial growth factor (VEGF) [11]. Zarbakhsh, et al. demonstrated Schwann cell (SC) superior performance in nerve repair and regeneration [11]. This is while some studies have shown that SCs are not enough in axonal regeneration and some other cells like parenchymal stem cells would essentially lead the process by producing special neurotrophic factors. The current study was designed to introduce a functional mechanical support for SCs in peripheral nerve repair and confirm SC contribution to nerve regeneration in a new experimental setting [12-15].

材料和方法

比較兩種靜脈移植物，以更好地了解雪旺細胞在PNS軸突修複和再生中的作用。本研究采用vistar大鼠測試坐骨神經的功能。

雪旺細胞的製備

以前對SCs的研究使用PASS軟件。每個幹預組的樣本量為5。因此，10隻大鼠在計劃的12小時晝夜相似的環境中飼養2周，並提供適當的通風和營養，然後將其分為兩個5人組進行幹預。神經外膜切除後，將2厘米的坐骨神經切成1-2毫米的節段。為了誘導纈草變性，將神經節段放置在D-10培養基中14天，然後放置在DMEM培養基中，DMEM培養基中每毫升含有1300國際單位(IU)的膠原酶，每毫升含有10國際單位(IU)的disase。為了分離SCs，在24孔板膠原覆蓋的培養基中評估細胞活力和細胞計數後建立細胞培養。我們使用Forskolin(0.8µg/ml)和Heregulin (2.5 nm)培養獲得更多的細胞。

靜脈移植的準備

為了提供合適的靜脈移植物，在打開該部位和局部肌肉及局部筋膜後，切除2.5 cm股靜脈。移植物放置於4°C，然後放置於受損部位而不是神經生長管。

雪旺細胞移植

第2組在靜脈移植後立即將培養的雪旺細胞注入移植物。我們使用0.5 cc的細胞懸浮液，用於每個包含50萬個細胞的移植物。使用的細胞在移植前24小時和移植後6周被放置在BrdU培養基中。用抗brdu抗體和抗s100抗體對移植物及損傷神經近端和遠端進行評估，確定再生的定性和定量條件。ToluidineBlue染色技術用於軸突的研究。4個月後進行神經係統評估，包括肌電圖(EMG)和行為測試。

統計數據

為了發現兩個研究組之間的顯著性，考慮到95%的CI和0.05的1型誤差，使用SPSS21 for windows進行t檢驗和卡方檢驗。

結果測量

兩個突出的變量是焦點，包括神經刺激的振幅和它的潛伏期。神經刺激的振幅表示移植物將刺激從近端轉移到遠端的能力，而潛伏期則表示信號在兩側之間轉移所花費的時間。振幅顯示移植後軸突的密度，神經纖維密度越大，肌電圖振幅越大。潛伏期通過顯示移植物部位的活軸突來表示神經功能。神經纖維及其髓鞘形成率的協調性也會影響潛伏期。較低的延遲率意味著更快的刺激轉移。

結果

從圖1和圖2可以看出，所有移植無細胞靜脈的大鼠，轉移信號的振幅都低於10mv。而在含有sc的大鼠移植物組中，振幅接近小於45 mv。圖3顯示了兩組的平均振幅有顯著差異。這些結果表明，植入許旺細胞的靜脈移植組在6周後的信號振幅比對照組高8倍。

圖1:兩組的振幅顯示了各自組中每隻大鼠的個體數據。

圖2:這幅圖顯示了兩組的振幅均值。

圖3:兩組的振幅平均值。

至於潛伏期，兩種幹預方法之間存在差異，但並不顯著。由圖4可知，組1除2隻大鼠外，組2除1隻大鼠外，其餘大鼠潛伏期均在1.5-2 ms。在方法方麵，與對照組相比，含雪旺細胞移植物表現出更多的潛伏期，但沒有發現顯著性差異(2 ms vs.1.7 ms)。圖5比較了組之間的延遲平均值。

圖4:各組大鼠移植後的神經信號潛伏期。

圖5:兩組潛伏期平均值。

病理

6周後對坐骨神經遠端切口進行病理研究，以評估軸突再生的質量和數量，如圖6所示。在這方麵兩組之間沒有比較。

圖6:SCs移植組大鼠再生坐骨神經遠端病理學觀察。通過右側組織有適當的協調，可以解釋良好的信號振幅。

討論

PNTE一直在製造越來越多的生物材料，用作周圍神經再生的細胞支架導管。通過將幾乎所有的修複力集中到導管提供的空間中，這有助於軸突在較短時間內再生。盡管有新的合成材料，靜脈仍然是使用的天然來源。

同時，雪旺細胞和神經營養因子被認為是神經修複的關鍵因子。在目前的研究中，對雪旺細胞的作用進行了評估。移植物靜脈中的雪旺細胞可以成功地形成功能性神經組織。這並不是雪旺細胞第一次用於神經修複並取得良好效果。一些研究人員發現，免疫細胞和雪旺細胞釋放的信號對於周圍神經修複是絕對必要的[16-20]。Zarbakhsh等人確定雪旺細胞在神經再生方麵比骨髓基質細胞(BMSCs)更有效。他們通過肌電圖(EMG)對移植大鼠進行功能評估，並研究其步行和跑步足跡[21-25]。在邦格納帶建立後，許旺細胞似乎影響軸突再生，引導近端沿明確的路徑生長，從而在更短的時間內實現遠端節段的生長。雖然目前的研究並沒有關注分子機製，但值得指出的是，一些基於分子的研究已經由Ribeiro等科學家進行。他們發現gd3 -神經節苷是軸突生長過程中髓鞘形成數量和水平的調節因子。 Furthermore, Schwann cell membrane receptors have been shown to be important in their function [26]. Some scientists believe that exercise could be a facilitator in nerve repair especially in regards to obtaining the best functional repair [26,27]. Studies on exercise have demonstrated its effects on neurotrophin release [28,29] which in turn, results in better myelination.

結論

以往的研究和目前的研究結果為自體移植雪旺細胞在靜脈等自然移植物中進行PNS修複提供了有力的支持。合成材料也可以從用於人體移植的雪旺細胞中獲益。本研究的結果有限，說明未來需要進一步研究。

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條信息

Aritcle類型:研究文章

引用:Fathi HR, Davudov MM, Tabrizi M, Foroughiasl P, Mammadzadeh R，等。(2018)成年雪旺細胞移植靜脈中的神經再生。細胞幹細胞再生醫學3(2):dx.doi.org/10.16966/2472-6990.120

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出版的曆史:

收到日期:04年4月,2018

接受日期:2018年10月10日

發表日期:2018年10月18日,