干细胞和先进材料在神经组织再生中的应用

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组织工程是将工程学和生命科学原理结合起来，通过细胞或组织的功能重建来改善人类的一个领域。考虑到这一点，在优化组织工程结构时，通常包括材料和细胞来源的两个主要组成部分。工程神经移植融合了先进的生物材料(包括各种生物活性因子)，并可协调合适的干细胞以促进神经组织的修复和再生。本期特别报道干细胞和生物材料(包括生长因子)在神经组织再生中的作用。研究主题包括支架设计、信号通路研究、不同干细胞评估和各种神经组织再生应用，如脑损伤修复、脑缺血-再灌注损伤修复、脊髓损伤修复等。10篇投稿中有6篇发表在本期特刊上。每篇论文至少由两位审稿人审阅，并根据审稿人的意见进行修改。这些论文涵盖了以下神经修复和再生策略:只种植适当的干细胞，以及生物材料(包括合成生物聚合物、水凝胶和生长因子)和干细胞的整合。

在过去十年中，干细胞生物学中取得了巨大进展及其在治疗神经系统各种疾病方面的应用。特别地，多能力和对大量特定目标细胞的易于访问提供了神经组织再生的独特机会。在这种特殊问题中，讨论了使用不同干细胞的疗法对常见神经疾病的展望和新兴挑战。牙髓干细胞（DPSC）是一种间充质干细胞（MSCs），具有MSC样特性，例如自我更新和多重分化的能力。此外，甚至在诱导神经元分化之前，源自颅神经嵴的DPSC也表达了神经元相关标记。在一起，这些独特的性质使DPSCS成为神经疾病中与干细胞相关疗法的优秀候选者。在L. Luo等人的评论文章中，作者总结了在病理和受伤神经系统中DPSC的神经元分化潜力，神经营养，血管生成和免疫调节性质。本文报道，DPSC具有MSCs的生物学性质，并且具有相当大的能力，以区分为神经元样细胞，并且由于其颅神经嵴起源而分泌了与神经元相关的营养因素。DPSC也可以表达未预先渗出的神经元标记。同时，由于其血管化和免疫调节性能，DPSC可以直接和间接地刺激新血管的形成，并增强血液流动到损伤部位。 Thus, both nondifferentiated and differentiated DPSCs are emerging as new cell sources for the treatment of nervous system deficits associated with SCI, stroke, AD, PD, and long gaps of peripheral nerve injury.

在Y. Liu等人的论文中，经血来源的子宫内膜干细胞(MenSCs)被成功分离并应用于可能的神经组织再生。首先，对MenSCs进行表征，以显示其多能性和免疫表型。在培养和诱导MenSCs向胶质样细胞转分化后，N-cadherin (N-cad)在mRNA和蛋白水平上表达上调在体外．此外,在活的有机体内研究还清楚地表明，在子宫电穿孔中N-CAD的敲低扰动了小鼠神经前体细胞（NPC）的迁移和成熟。确认了Menscs对神经保护作用及其转移胶质细胞转化细胞的旁静脉效应及其转化为胶质细胞的潜力。本研究意味着转基因Mensc的疗法可能是外周神经损伤修复的潜在工具。

H. Yang等在论文中探讨了多次尾静脉注射NSC-CM(神经干细胞条件培养液)对大鼠脑缺血-再灌注(I/R)模型的影响。他们发现NSC-CM显著改善了神经缺损，减少了脑梗死体积，同时保留了线粒体超微结构。b细胞淋巴瘤-2 (b细胞淋巴瘤-2)表达水平的提高也表明缺血半球NSC-CM细胞凋亡显著。本研究提示NSC-CM可能是缺血性脑卒中的一种有效的替代治疗手段。

脊髓损伤（SCI）是世界上有限的治疗难以应变的挑战。诱导多能干细胞衍生的神经茎/祖细胞（IPSC-NS / PC）移植已被显示为SCI的有望处理;然而，这些应用仍然容易受到肿瘤性的影响。IPSC-NS / PC的肿瘤性由两个方面组成：畸胎瘤和真肿瘤形成。最近的研究表明，歧管因素参与了肿瘤发生过程，包括使用肿瘤诱导的重编程因子和残留的未分化细胞。值得注意的是，表皮遗传学的变化在IPSC-NS / PC肿瘤发生中发挥了枢转作用。在J. deng等人的审查文章中，作者总结了最近关于IPSC-NS / PC致瘤性治疗SCI的研究。讨论了两种不同的肿瘤术（Teratomas和真正的肿瘤）和它们背后的潜在机制。最后，还简要介绍了规避它们的可能解决方案。

与纯干细胞治疗方法相比，工程生物材料支架具有更好的前瞻性策略，移植支架可以为细胞渗透、增殖、分化和引导到靶区提供基质支持。L. Luo等在另一篇论文中以DPSCs作为神经组织工程的种子细胞，评价了肝素-泊洛沙姆(HP)水凝胶作为支架，含有bFGF和DPSCs，对脊髓损伤后神经再生和功能恢复的影响。作者认为，DPSCs联合bFGF在hp -水凝胶(DPSCs-bFGF- hp)治疗脊髓损伤后的运动和感觉功能恢复较其他实验组明显增强。在恢复早期，Bcl-2表达增加，Bax和Caspase-3表达减少，抑制神经元凋亡。DPSCs-bFGF-HP可促进脊髓损伤后神经修复过程中MBP和GAP43的表达。因此，HP水凝胶、DPSCs和bFGF联合应用，未来可作为脊髓损伤后神经元再生和组织修复的有效治疗手段。在L. Zhou等人的论文中，聚乳酸-羟基乙酸(PLGA)支架被用来支持间充质干细胞(MSC)和神经元的生长在体外和在活的有机体内．特别地，评估PLGA支架对细胞增殖和MSC分化朝神经发生的影响。该研究表明MSCS-PLGA复合物可用作脑损伤的组织工程材料。

在神经组织再生这一跨学科研究领域，这些论文为我们展示了令人振奋的成果和富有洞察力的前景。我们希望这期特刊能引起感兴趣的读者的极大关注。我们也要感谢所有的作者、审稿人和编辑，感谢他们的支持，使本期特刊成为可能。

的利益冲突

作者谨声明，本特刊的提交不存在利益冲突。

华琼李
亚当Qingsong Ye.
明苏

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