新的水凝胶干细胞疗法可以修复小鼠受伤的脑组织

墨尔本大学和澳大利亚国立大学的研究人员开发了一种新的“混合”水凝胶，可以让临床医生安全地将干细胞输送到小鼠的脑损伤部位。

一个水凝胶是一种水基凝胶，可用于将物质输送到体内，可用于促进新细胞的有效生长。

发表在自然通讯在美国，这一概念验证的突破解决了干细胞研究人员自20世纪80年代以来面临的一个主要挑战——使干细胞存活足够长的时间，使它们能够进化成创造新细胞所需的细胞组织当它们被插入身体受损部位时。

水凝胶提供干细胞和氧气，以保持干细胞在注射过程中存活，并确保干细胞进化成创造新组织以修复损伤所需的细胞类型。研究人员认为，这一进展将有利于干细胞治疗在身体的许多其他部位大脑还有中枢神经系统。

开发水凝胶的团队由墨尔本大学教授、格雷姆·克拉克生物医学工程研究所所长大卫·尼斯贝特共同领导;澳大利亚国立大学(ANU)教授科林·杰克逊，多肽和蛋白质科学创新和合成生物学澳大利亚研究理事会卓越中心的成员。

尼斯比特教授说:“在中风等受伤后，大脑中有一个死亡区域，包括血液系统。所以，我们需要一个临时的血液供应来支持细胞，直到血液系统修复。这种专利水凝胶提供了这一点。”

“很少有药物治疗可以治疗中风或帕金森病等疾病，而且效果甚微。目前还没有可以逆转这些状况的治疗方法。”

杰克逊教授说，这一突破将引起全球研究人员和临床医生的兴趣，并可能导致许多革命性的医疗方法。

“概念的证明现在已经在小鼠的大脑中得到了证明，但这项研究代表了开发可注射纳米材料的一种可推广的策略，用于各种应用，包括细胞移植、基因和纳米材料药物输送杰克逊教授说:“3D体外疾病模型和器官芯片技术。”

经过五年多的研究，研究小组发现a合成的蛋白质基于肌红蛋白——在抹香鲸和马的心肌中高浓度发现的一种天然蛋白质——添加到水凝胶中，提供了持续的氧气释放，以确保干细胞在输送过程中存活下来，并发育成修复脑组织所需的细胞类型。

鲸鱼和其他深潜动物被认为在它们的肌肉中进化出了高浓度的肌红蛋白肌肉组织所以它们可以在潜水时慢慢吸收尽可能多的氧气。同样，马被认为进化出了更高浓度的肌红蛋白，因此它们可以跑更远的距离。

墨尔本大学教授克莱尔·帕里什(Clare Parish)进行了小鼠研究，他说，这一结果是在受伤的脑组织中取得的，这增加了培养新组织用于未来人类治疗的可能性。

“我们看到，含有肌红蛋白和干细胞的水凝胶修复了受伤的脑组织。在水凝胶递送后28天的分析显示，新细胞的存活和生长显著增强干细胞与不含肌红蛋白的水凝胶相比，这是健康大脑功能所必需的。”

“我们观察到，新组织可以以类似于健康组织的方式受到刺激大脑组织这首次证明了在水凝胶中包含氧气输送以实现干细胞移植的长期存活和整合的益处。”