《Journal of Neuroscience Methods》:Perineural co-administration of bone marrow-derived extracellular vesicle fractions and mononuclear cells via a collagen vehicle in a rat neuropathic pain model: An exploratory proof-of-concept study
编辑推荐:
•通过胶原蛋白水凝胶增强骨髓来源外泌体(EVs)与骨髓单个核细胞(BMMNCs)的联合递送。•3% I型胶原蛋白支架确保在神经损伤部位的局部滞留。•在大鼠CCI模型中统计验证了机械性痛觉超敏的恢复。•探索性分析显示胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)标
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通过胶原蛋白水凝胶增强骨髓来源外泌体(EVs)与骨髓单个核细胞(BMMNCs)的联合递送。
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3% I型胶原蛋白支架确保在神经损伤部位的局部滞留。
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在大鼠CCI模型中统计验证了机械性痛觉超敏的恢复。
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探索性分析显示胶质纤维酸性蛋白(GFAP)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)标志物定性减少。
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一种使用骨髓分泌组和细胞进行联合的探索性策略。
引言
由神经损伤或功能障碍引起的神经病理性疼痛仍然是重大的临床挑战,这主要由于其复杂的病理生理机制以及对传统镇痛药物反应较差(Baron等, 2010; Scholz和Woolf, 2007)。研究表明,神经病理性疼痛的持续不仅与神经损伤有关,还与胶质细胞的协调激活和持续神经炎症有关(Guo等, 2021; Milligan和Watkins, 2009; Watkins等, 2001)。
使用骨髓来源产品的再生方法逐渐受到关注,尤其是骨髓单个核细胞(BMMNCs)和细胞外囊泡(EVs)的应用。BMMNCs通过旁分泌信号对神经元和胶质细胞群发挥免疫调节和修复作用(Klass等, 2007; Naruse等, 2011; Sch?fer等, 2014; Takamura等, 2020; Zhang等, 2014),而EVs则传递蛋白质、脂质和RNA等纳米级有效载荷,能够抑制炎症级联反应并促进轴突修复(Liu等, 2023; Ma等, 2020; Poongodi等, 2024; Shiue等, 2019; Wei等, 2025)。
虽然BMMNCs或间充质干细胞(MSC)来源EVs的单独应用已在多种周围神经修复模型中得到探索,但大多数既往方法依赖于全身给药或单一治疗的局部注射,这些方法存在快速清除、局部滞留率低和功能持久性有限等不足(Rai等, 2024)。为应对这些转化医学方面的局限,我们探索了一种局部原位凝胶化的神经周围递送方法。
本初步概念验证研究旨在探索骨髓来源EV组分与BMMNCs的联合局部递送是否在大鼠慢性压迫性损伤(CCI)神经病理性疼痛模型中提供行为学恢复并维持神经组织结构。
章节摘要
动物与实验设计
八周龄雄性Sprague-Dawley大鼠(250–300 g)从经认证的供应商处购买,在标准实验室条件下饲养(12小时光暗周期,22 ± 2 °C,湿度55 ± 10%,自由摄食饮水)。所有实验程序均经天主教关东大学动物护理与使用委员会(CKU-02–2024–003)批准,并遵守NIH关于实验动物护理与使用的指南。
大鼠被随机分配至五个组(每组n = 5):
行为学恢复
所有CCI组在第1周均表现出明显的爪部回缩阈值(PWTs)降低,证实神经病理性疼痛的成功诱导。CCI + 水凝胶组在4周内持续维持显著降低的阈值(图1)。相比之下,水凝胶 + EVs处理组及联合组(水凝胶 + EVs + BMMNCs)诱发了逐步的功能恢复。双向重复测量方差分析显示处理组存在显著主效应 [F(4, 20) = 28.45, P < 0.001],时间
讨论
本探索性研究评估了在胶原蛋白水凝胶载体中共用骨髓来源EV组分和BMMNCs是否能在大鼠CCI模型中减轻行为学高敏状态并维持神经组织结构。该策略的主要方法论优势在于在受损坐骨神经周围直接创建一个即时、高度局部的治疗微环境,解决了传统疗法的一个关键瓶颈——即快速的酶促
结论
总之,通过已建立的胶原蛋白载体进行神经周围EV富集组分与BMMNCs的联合递送,减轻了周围神经损伤后的机械性高敏状态并保留了轴突结构。虽然分子分析仍为定性且探索性的,且功能恢复与EV单药治疗相当而非统计上更优,但这些发现为局部联合分泌组和细胞方法提供了初步的概念验证。
CRediT作者贡献声明
Yumin Song:撰写–初稿,验证,调查。Il-Kwon Kim:可视化,方法论,形式化分析,概念化。Rakib Miah:撰写–审阅与编辑。Sukhee Park:撰写–初稿,方法论,调查,资金获取,形式化分析,数据整理,概念化。
伦理声明
本研究按照ARRIVE(动物研究:活体实验报告)指南进行。本研究已获天主教关东大学动物护理与使用委员会批准。(批准号:CKU-02–2024–003)
关于生成式AI及AI辅助技术在写作过程中的声明
在本文的准备过程中,作者使用了ChatGPT(OpenAI)以提高手稿的可读性和清晰度。使用此工具后,作者对内容进行了审阅和必要编辑,并对出版物内容承担全部责任。
利益冲突声明
作者声明以下可能被视为潜在利益冲突的经济利益/个人关系:Sukhee Park报告获得韩国国家研究基金会(NRF)的资金支持。若有其他作者,他们声明不存在已知的竞争性经济利益或个人关系可能影响本文所述工作。
致谢
本研究由韩国国家研究基金会(NRF)资助,资金来源于韩国政府科学技术部(资助号:2022R1F1A1068925)。
Yumin Song|Il-Kwon Kim|Rakib Miah|Sukhee Park