苏州纳米所张智军电纺支架释放亚甲基蓝调节神经干细胞功能
阿尔茨海默病(AD)是一种起病隐匿的进行性发展的神经系统退行性疾病。AD患者的脑脊液中β淀粉样蛋白(Aβ42)水平下降(由于Aβ42在脑内沉积,使得脑脊液中Aβ42含量减少),总Tau蛋白或磷酸化Tau蛋白升高。在AD患者中,Tau蛋白由于过度磷酸化和聚集,失去了原有的生物活性,具有神经毒性。亚甲蓝(MB)等小分子药物被证实可抑制Tau蛋白的聚集,首先,MB通过激活自噬方法或HSP70 ATPase抑制Tau蛋白聚集,消除Tau蛋白磷酸化。MB通过增加蛋白酶体活性来减少转基因AD小鼠模型中的淀粉样蛋白沉积。然而,MB本身并不能修复受损的神经元。
在各种生物支架材料中,电纺纳米纤维支架因其具有高表面积比、高孔隙度等显著优点,在干细胞移植中得到了广泛的应用。此外,电纺纳米纤维的直径从几十纳米到几微米不等,与细胞外基质(ECM)中的主要纤维蛋白I型胶原相似。在支架上负载和释放生物活性分子常被用来调控干细胞的功能。然而,由于相互作用不佳,MB在PLGA纤维垫上的负载量非常低,因此,阻碍了以MB为载体的PLGA功能支架进行NPC功能调制的可行性。
近日,中科院纳米所张智军课题组首先通过电纺丝法制备PLGA纳米纤维毡,然后将纳米纤维浸入GO水溶液中以得到涂覆GO层的PLGA纳米纤维垫,然后通过物理吸附法负载MB。预期该功能支架能够释放MB,同时预防Tau蛋白病变并保护支架上的移植NPCs。实验表明,由此获得的支架有利于细胞粘附、多功能维持、神经元定向分化,以及NPCs的功能调节。因此,该研究为开发多功能支架提供了新思路,且制备的支架可高效负载和释放生物活性分子,可用于干细胞为基础的AD和其他疾病的治疗。相关研究成果以"Release of methylene blue from graphene oxide-coated electrospun nanofibrous scaffolds to modulate functions of neural progenitor cells"为题目发表于期刊Acta Biomaterialia上。
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