摘要

背景:在使用移植物促进周围神经再生时，必须考虑免疫系统的刺激、灵活性和应变能力。成功主要是由于雪旺细胞、生长因子和细胞外基质。由于内源性的雪旺细胞是不够的，外源性培养的细胞在轴突再生中发挥着重要的作用，特别是在周围的位置。

方法:在4个月的时间内，比较了两种移植技术，包括有和没有雪旺细胞的大鼠静脉移植。

结果:含有雪旺细胞的移植物的运动能力是对照组的8倍。

结论:许旺细胞似乎在周围神经系统的轴突再生和修复中起着至关重要的作用。

关键字

神经再生;静脉移植;雪旺细胞

介绍

在神经被切断的情况下，有时可能需要在神经近端和远端之间的间隙进行神经移植。近二十年来，有两种类型的移植物填补了天然和合成基团的空白。天然移植物通常包括周围神经、动脉、静脉甚至自体肌肉移植物、同种异体移植物和具有一定局限性的异种移植物。当一般和特定情况限制天然移植物的使用时，合成移植物，即聚乙醇酸（PGA）、聚乳酸或聚乳酸（PLA）、聚乳酸-聚乙醇酸（PLGA）和聚羟基烷酸酯（PHA）通常是有用的[1-4]。许多实验表明内源性雪旺细胞数量的缺乏是不完全再生的一个危险因素。因此，外源性培养细胞已变得重要。Carriel等人是使用组织学、组织化学、免疫化学和超微结构技术在周围神经系统（PNS）中进行轴突再生的几个小组之一[1]。为了更好地解释雪旺细胞在神经再生中所起的作用，人们发现雪旺细胞将裸露的周围轴突折叠几次以形成髓鞘，从而将其转化为有髓鞘的纤维，而雪旺细胞仅包围细轴突以覆盖它们，而没有使它们形成髓鞘。PNS更好的修复和再生的第一步是在受损部位实现细胞浸润，雪旺细胞是必需的，除了必需的营养因子。细胞外基质由细胞浸润产生，在提供邦格纳带方面起着至关重要的作用。Bungner带提供了引导桥，帮助轴突到达受损区域的远侧，那里有一个间隙，可以缩短从近端到远端[1,5]的行程。这是轴突再生和神经修复的基石，因为损伤的远端会腐烂，再生只能由唯一活着的一侧完成。一些研究认为，哺乳动物的PNS损伤会导致神经脱髓鞘，同时增加转录因子的表达，最终导致雪旺细胞靠近未分化细胞[6]。由此产生的未成熟细胞反过来开始形成柱状结构，称为邦格纳带[6-8]。神经再生的分子基础一直是许多研究者关注的焦点[6,9]，一些研究者认为神经功能无法完全恢复，因为一些优秀技能已经丧失，只有通过体育活动和锻炼才能恢复[10]。2013年，一组研究人员报告用雪旺细胞和骨髓基质细胞移植周围神经。这两种细胞系都具有产生神经生长因子（NGF）、脑源性神经生长因子（BDNF）和血管内皮生长因子（VEGF）的潜力[11]。Zarbakhsh等人证明了雪旺细胞（SC）在神经修复和再生方面的优越性能[11]。然而，一些研究表明，在轴突再生中，SCs是不够的，一些其他细胞，如实质干细胞，基本上会通过产生特殊的神经营养因子来引导这一过程。目前的研究旨在为SCs在周围神经修复中提供功能性机械支持，并在新的实验环境中确认SC对神经再生的贡献[12-15]。

材料和方法

比较两种静脉移植物，以更好地了解雪旺细胞在PNS轴突修复和再生中的作用。这项研究使用“vistar大鼠”来测试它们坐骨神经的表现。

雪旺细胞的制备

以往对SCs的研究使用的是PASS软件。干预组的样本量为5。因此，10只大鼠在提供适当的通风和营养的同时，按预定的昼夜12小时周期饲养2周，然后将它们分成两组5人进行干预。神经外膜切除后，将2厘米的坐骨神经切成1-2毫米的段。为了诱导缬草变性，将神经段置于D-10培养基中14天，然后置于DMEM培养基中，DMEM培养基中含有每ml 1300国际单位(IU)的胶原酶，外加每ml 10 IU的分解酶。在胶原蛋白覆盖的24孔板上评估培养基的细胞活力和细胞计数后建立细胞培养。我们使用Forskolin(0.8µg/ml)和Heregulin (2.5 nm)获得更多的细胞。

静脉移植的准备

为提供合适的静脉移植物，开放该部位及局部肌肉、局部筋膜后，切除股静脉2.5 cm。移植物在4°C下放置，然后放置在受损部位而不是神经生长管。

雪旺细胞移植

第二组在移植物提供静脉后立即将培养的雪旺细胞注入移植物中。我们使用0.5毫升细胞悬液为每个移植物，其中包含50万个细胞。移植前24小时和移植后6周将细胞置于BrdU培养基中。用抗brdu抗体和抗s100抗体对移植物和受损神经近端和远端进行评估，确定再生的定性和定量条件。采用甲苯胺蓝染色技术研究轴突。4个月后，通过肌电图(EMG)和行为测试进行神经评估。

统计数据

为了发现两个研究组之间是否有显著性，我们使用SPSS21 for windows进行t检验和卡方检验，考虑95% CI和0.05 type 1误差。

结果测量

两个显著的变量是重点，包括神经刺激的幅度和潜伏期。神经刺激的幅度表示移植物将刺激从近端转移到远端的能力，而潜伏期则表示在两侧之间传递信号所花费的时间。波幅显示移植后轴突的密度，神经纤维密度越大，肌电图波幅越高。潜伏期通过显示移植物部位的活轴突来表示神经功能。神经纤维的协调和它们的髓鞘化速率也会影响潜伏期。较低的潜伏期意味着更快的刺激传递。

结果

从图1和图2可以看出，所有移植无细胞静脉的大鼠转移信号的振幅都低于10 mv。而sc移植组大鼠的振幅略低于45 mv。图3显示了两组显著差异的平均振幅。这些发现表明，6周后，含有许旺细胞的静脉移植物组的信号波幅比对照组高8倍。

图1:两组的振幅显示了各自组中每只老鼠的单独数据。

图2：显示两组中振幅平均值的图表。

图3:振幅均值在两组中。

在潜伏期方面，两种干预方法之间存在差异，但并不显著。从图4可以看出，1组除2只大鼠外，其余大鼠和2组除1只大鼠外，潜伏期均在1.5-2 ms范围内。在方法上，含有雪旺细胞的移植物比对照组表现出更多的潜伏期，但没有发现显著性差异(2ms vs.1.7 ms)。图5比较了各个组的延迟情况。

图4:各组大鼠移植后的神经信号潜伏期。

图5:两组的潜伏期。

病理

6周后对坐骨神经远端切口进行病理研究，以评估轴突再生的质量和数量，如图6所示。在这方面，两组之间没有比较。

图6:干细胞移植组大鼠再生坐骨神经远端病理切片。右侧组织有适当的协调，可以解释良好的信号幅度。

讨论

PNTE一直在制造越来越多的生物材料，用于包含细胞支架的周围神经再生导管。通过将几乎所有的修复力量集中到导管提供的空间中，这有助于轴突在更短的时间内再生。尽管有了新的合成材料，静脉仍然是一种天然的使用来源。

同时，雪旺细胞和神经营养因子被认为是神经修复的关键因子。在目前的研究中，我们评估了雪旺细胞的作用。移植血管中的雪旺细胞可以成功地形成功能性神经组织。这并不是第一次将雪旺细胞用于神经修复并取得良好效果。有研究发现，免疫细胞和雪旺细胞释放的信号对周围神经的修复是绝对必要的[16-20]。Zarbakhsh等人发现许旺细胞在神经再生方面比骨髓基质细胞(BMSCs)更有效。他们通过肌电图(electromyography, EMG)对移植大鼠进行功能评估，并研究其行走和奔跑脚印[21-25]。许旺细胞似乎影响轴突再生后，邦格纳的带直接近端生长在一个明确的路径，以更少的时间达到远端节段。虽然目前的研究没有集中在分子机制上，但值得指出的是，一些基于分子的研究已经由像Ribeiro等科学家进行了。他们发现gd3 -神经节苷脂是生长轴突中髓鞘化数量和水平的调节因子。 Furthermore, Schwann cell membrane receptors have been shown to be important in their function [26]. Some scientists believe that exercise could be a facilitator in nerve repair especially in regards to obtaining the best functional repair [26,27]. Studies on exercise have demonstrated its effects on neurotrophin release [28,29] which in turn, results in better myelination.

结论

以往的研究和目前的研究结果为雪旺细胞在静脉等自然移植物中的自体移植提供了强有力的支持，值得在PNS修复中发展。人造材料也可以从施旺细胞移植中获益。本研究获得的有限结果表明，在未来需要进一步的研究。

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条信息

Aritcle类型:研究文章

引用:Fathi HR, Davudov MM, Tabrizi M, Foroughiasl P, Mammadzadeh R，等。细胞干细胞再生医学3(2):dx.doi.org/10.16966/2472-6990.120

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出版历史：

收到日期:04年4月,2018

接受日期:2018年10月10日

发表日期:2018年10月18日,