近期实验室徐祖顺教授课题组严微博士和同济大学张兵波教授、程黎明教授等合作,撰写了介绍纳米材料应用于干细胞示踪和促进神经再生方面最新进展的综述文章,发表在材料顶尖级期刊Advanced Materials上(影响因子IF=19.79)。严微博士是该文的共同第一作者。
纳米材料搭载各类因子结合干细胞技术,给神经再生和神经修复相关疾病治疗带来了新希望。随着纳米技术的发展和新材料的不断涌现,未来极有可能通过生物材料和干细胞技术的结合,实现诸多神经系统疾病包括脊髓损伤、外伤性脑损伤、阿尔斯海默症等的有效治疗。此外,涌现的各类新技术新方法,包括高通量单细胞测序、超分辨电镜等技术手段,将为揭示其分子机制创造条件,从而更好地反馈到生物材料—干细胞复合体系的设计优化中,促进生物材料、干细胞技术在神经系统疾病领域的临床转化研究。
文章首先概述了应用于神经再生修复领域的纳米材料的种类和性质,其次根据疾病分类详细介绍了纳米材料介导干细胞促进神经再生修复的研究现状,尤其对其中的分子机制进行了详细阐释。同时,文章还介绍了干细胞示踪纳米技术的最新研究进展。
现今,大量纳米材料被应用于促进神经修复再生的相关研究中,包括无机纳米材料如二氧化硅纳米颗粒、量子点、磁性纳米颗粒以及石墨烯等,有机纳米材料如脂质体、壳聚糖、外泌体以及一些复合纳米材料等。文章从基本结构、理化特性、生物安全性等方面详细介绍了系列代表性纳米材料及其在修复神经损伤、促进神经再生方面的应用。
纳米材料介导干细胞促进神经再生修复的机制十分复杂。综合现有研究成果,文章从改善损伤区微环境、控制活性小分子释放、激活相关受体并调控信号通路以及纳米材料自身物化特性等方面详细介绍了纳米材料介导干细胞修复神经损伤、促进神经再生方面的原理和机制。
纳米材料作用干细胞的信号通路和分子机制
干细胞治疗的瓶颈之一就是缺乏对移植干细胞在体内的分布、迁移、分化、存活等行为的清晰了解。因此,利用纳米材料发展示踪干细胞的影像技术以有效评估干细胞在体内的命运,已经成为当今干细胞再生医学领域的一大研究热点。文章总结了目前应用于干细胞示踪的各种影像技术,并对其优缺点进行了评述,同时对未来发展趋势进行了展望。