_ Matricea extracelulară a măduvei spinării în dezvoltare timpurie poate promova regenerarea neuronală

Într-un studiu publicat în Cell Stem Cell, cercetătorii conduși de prof. Dai Jianwu și Zhao Yannan de la Institutul de Genetică și Biologie a Dezvoltării al Academiei Chineze de Științe au demonstrat rolul remarcabil al matricei extracelulare a măduvei spinării (ECM) de dezvoltare timpurie în promovarea creșterii axonilor neuronali și a maturării funcționale, precum și în îmbunătățirea eficacității terapeutice. a celulelor progenitoare neuronale (NPC) și a organoizilor măduvei spinării în leziunile măduvei spinării de șobolan (SCI).

Pentru mamiferele adulte, SCI este o lovitură devastatoare datorită multiplilor factori care inhibă regenerarea în țesuturile măduvei spinării, împreună cu capacitatea slabă de regenerare a neuronilor, ducând în cele din urmă la pierderea funcțională după leziune.

Oamenii de știință au căutat de mult să înțeleagă mecanismele biologice care stau la baza capacității regenerative inadecvate a țesutului măduvei spinării adulte. Cu toate acestea, obținerea unor rezultate satisfăcătoare de reparare rămâne o provocare, făcând regenerarea nervilor după SCI un puzzle global.

Spre deosebire de țesuturile adulte, țesuturile măduvei spinării embrionare și neonatale prezintă capacități regenerative robuste după leziune. O analiză detaliată a diferențelor dintre micromediul tisular în timpul diferitelor stadii de dezvoltare ale măduvei spinării este cheia pentru elucidarea mecanismelor de regenerare a măduvei spinării.

În acest studiu, folosind analiza multi-omică, cercetătorii au descoperit că embrionul și măduvele spinării neonatale adăpostesc o concentrație mai mare de molecule ECM legate de neurodezvoltare, în timp ce prezintă niveluri mai scăzute de molecule ECM inhibitoare în comparație cu măduva spinării adultă.

Procurând tehnologia decelularizării, echipa a izolat componentele ECM din măduva spinării la nivelul stadiile embrionare, neonatale și adulte, păstrând în mod eficient compozițiile ECM distincte observate în aceste puncte de dezvoltare.

Investigațiile lor au arătat că ECM neonatal a măduvei spinării a îmbunătățit semnificativ proliferarea, migrarea și diferențierea neuronală a NPC-urilor, de asemenea deoarece a promovat creșterea axonilor și maturarea funcțională în neuroni în comparație cu ECM măduvei spinării adulților.

În mod specific, cercetătorii au conceput cu succes organoizii măduvei spinării folosind ECM măduvei spinării și au descoperit că ECM măduvei spinării neonatale a facilitat extensia superioară a axonilor și funcționale. maturarea în organoizi.

În plus, munca lor a demonstrat că proteinele tenascină (TNC) și pleiotrofină (PTN) au fost factori cheie care conduc extinderea axonilor în organoizi susținuți de ECM măduvei spinării neonatale.

Ulterior, NPC-urile și organoidele spinale au fost integrate în ECM măduvei spinării pentru repararea SCI. Rezultatele au arătat că ECM neonatală a slăbit micromediul inhibitor după SCI și a promovat migrarea și integrarea îmbunătățită a NPC-urilor în țesutul măduvei spinării gazdă.

În plus, ECM neonatală a facilitat supraviețuirea prelungită și maturarea funcțională a organoidelor după transplant. sporind astfel integrarea dintre organoizi și fibrele nervoase regenerate în mediul gazdă, rezultând o eficiență îmbunătățită a semnalizării nervoase.

Acest studiu evidențiază influența critică a ECM de dezvoltare timpurie a măduvei spinării în orchestrarea proceselor de regenerare a măduvei spinării. Prin elucidarea acestor mecanisme, cercetarea oferă atât un cadru conceptual, cât și o bază tehnică pentru utilizarea ECM de dezvoltare precoce a măduvei spinării în strategiile de reparare a SCI.

(Fluierul)