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雪旺细胞改造分泌MANF:促进外周神经再生的潜在细胞疗法新策略
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年07月08日 来源:Cell Regeneration 4
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本研究针对外周神经损伤修复缺乏有效疗法的难题,创新性地利用雪旺细胞(Schwann Cells, SCs)作为递送载体,通过基因改造使其持续分泌中脑星形胶质细胞源性神经营养因子(Mesencephalic Astrocyte-Derived Neurotrophic Factor, MANF)。研究发现MANF能同时促进轴突再生和SC动态行为,并通过局部重复给药及细胞疗法显著提升小鼠模型中的神经再生效率。该成果为临床神经修复提供了兼具靶向性和持续性的治疗新思路。
外周神经损伤是临床常见但治疗棘手的难题,现有疗法难以实现功能完全恢复。究其原因,一方面缺乏能同时促进轴突再生和雪旺细胞(Schwann Cells, SCs)动态行为的生物分子,另一方面外源性神经营养因子难以在损伤部位维持有效浓度。针对这一瓶颈,来自萨斯喀彻温大学的研究团队在《Cell Regeneration》发表突破性研究,提出通过基因改造SCs使其持续分泌中脑星形胶质细胞源性神经营养因子(MANF)的创新疗法。
研究首先揭示MANF在背根神经节(DRG)非肽能感觉神经元(IB4+)中特异性高表达,而大直径神经元(NF200high)和SCs内源MANF水平极低。通过体外实验证实,外源MANF能显著促进所有亚型感觉神经元的突生长(50-100 ng/ml),并增强SCs的增殖迁移能力(划痕实验和Transwell迁移实验证实)。在动物模型中,局部重复注射MANF(2μg/次)使小鼠坐骨神经挤压伤后7天的轴突再生量显著增加。最具临床转化价值的是,团队构建了多西环素(Dox)诱导的慢病毒载体(pLVX TetOne Puro MANF),成功实现SCs的MANF可控表达(SC-MANF)。DRG-神经外植体实验显示,SC-MANF不仅能保护近端轴突免于退变(βIII tubulin+轴突保留率提高),还能促进再生轴突跨越损伤部位(GAP43+轴突数量增加)。
关键技术包括:1)建立成年SD大鼠DRG神经元和SCs原代培养体系;2)通过慢病毒转染构建Dox诱导的SC-MANF细胞系;3)建立小鼠坐骨神经挤压伤模型和DRG-神经外植体损伤模型;4)采用Western Blot、免疫荧光和ELISA定量MANF表达;5)运用WIS-NeuroMath软件量化神经突生长。
主要结果
MANF在损伤DRG中特异性上调:Western Blot显示坐骨神经横断3天后,MANF在DRG中表达显著增加(p<0.05),免疫共定位证实其富集于IB4+非肽能神经元(占比>60%),而NF200high神经元几乎不表达。
外源MANF的双重促进作用:50 ng/ml MANF使损伤神经元突生长增加2倍(p<0.01),100 ng/ml使正常SCs增殖率提高40%(MTT法,p<0.05)。划痕实验显示MANF处理组24小时迁移率提升50%(p<0.01)。
SC-MANF的神经保护与再生作用:Dox诱导的SC-MANF分泌量达空载组的3倍(ELISA,p<0.05)。DRG-神经外植体培养15天后,L-MANF组远端再生轴突数量较空载组增加80%(GAP43染色,p<0.01),且SCs分布更均匀(GFAP染色)。
研究意义
该研究首次阐明MANF通过协调轴突再生和SCs动态行为促进神经修复的机制。创新性构建的SC-MANF系统克服了神经营养因子局部递送难题,其自体细胞特性避免了免疫排斥风险。相较于传统干细胞疗法,该策略更具临床可行性,为开发外周神经再生精准疗法提供了新范式。未来需在慢性损伤模型中优化Dox诱导方案,以推动临床转化。
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