新进展！新的水凝胶维持干细胞存活，可修复小鼠受伤脑组织
引 言
水凝胶是一种水基凝胶，可用于将物质输送到体内，并可用于促进新细胞的有效生长。
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，文章发表在《Nature Communications》。
这一概念验证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重大挑战——让干细胞存活足够长的时间，使它们能够在被注入身体受损部位后能分化生成新组织所需的细胞。
水凝胶是一种水基凝胶，可用于将物质输送到体内，并可用于促进新细胞的有效生长。文章中这种新型的水凝胶能为干细胞提供氧气，以保持干细胞在注射过程中存活，并确保干细胞分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，这一进展将有利于包括大脑和中枢神经系统在内的身体许多部位的干细胞治疗。
研究人员尝试在一种已被证实具有干细胞输送能力的水凝胶中加入肌红蛋白来结合和释放氧气。经过五年的研究，研究小组发现，一种基于肌红蛋白的合成蛋白质——在抹香鲸和马的心肌中高浓度存在的一种天然蛋白质——添加到水凝胶中，提供了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所需的持续氧气释放。
鲸鱼和其他深潜动物被认为在它们的肌肉组织中进化出了高浓度的肌红蛋白，这样它们就可以在潜水时慢慢地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。
小鼠实验结果表明新型水凝胶应用于移植物部位时，可以显著提高CNS内干细胞移植技术的疗效，促进移植的皮质神经干细胞在脑内的长期存活和整合。这些结果是在遭受医源性损伤的破坏脑组织中取得的。体内移植后28天的组织学分析显示，与无Mb水凝胶相比，移植的神经干细胞存活率显著提高，并向成熟神经元分化。研究人员观察到Mb存在时内源性组织的广泛神经支配，这首次证明了在功能性水凝胶中结合生物吸入氧输送，对协同促进干细胞移植的长期存活和整合具有重要意义。最后，通过使用不同氧亲和力的Mb突变体，他们证明了氧释放与功能整合相关，为实验观察提供了分子解释。这代表了一种开发组织模拟、易于注射的纳米材料的普遍策略，具有多种应用，包括在细胞移植、基因和药物递送、3D体外疾病模型和芯片器官技术。
墨尔本大学教授Clare Parish负责进行小鼠实验，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。在水凝胶注入后28天的分析显示，与不含肌红蛋白的水凝胶相比，健康大脑功能所需的新干细胞的存活率和生长显著提高。”“我们观察到，新组织可以以类似于健康脑组织的方式受到刺激，这首次证明了在水凝胶中加入氧气输送以实现干细胞移植的长期存活和整合的好处。”
28天后小鼠大脑中不含肌红蛋白的水凝胶的效果
含有肌红蛋白的水凝胶28天后对小鼠大脑的影响
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