丝素蛋白可修复海绵体神经损伤——纤维材料改性国家重点实验室与上海市第六人民医院合作在丝素蛋白支架神经组织工程支架方面取得最新进展

丝素蛋白可修复海绵体神经损伤——

纤维材料改性国家重点实验室与上海市第六人民医院合作

在丝素蛋白支架神经组织工程支架方面取得最新进展

丝素蛋白，又名蚕丝蛋白，是从天然高分子材料蚕丝中提取出来的一种结构性蛋白质。丝素蛋白具有良好的生物相容性以及优异的机械性能，从而在生物医用材料领域具有广泛的应用前景。

近日，东华大学纤维材料改性国家重点实验室，材料学院张耀鹏、邵惠丽教授领衔的生物质材料成型与加工课题组与上海交通大学附属第六人民医院泌尿科宋鲁杰博士、黄建文博士合作，利用双因子搭载的丝素蛋白纤维支架有效促进了大鼠海绵体神经再生。该成果发表在《ACS Biomaterials Science & Engineering》（《美国化学会生物材料科学与工程》）上（链接：Silk Fibroin-Based Scaffolds with Controlled Delivery Order of VEGF and BDNF for Cavernous Nerve Regeneration，http://pubs.acs.org/doi/full/10.1021/acsbiomaterials.6b00436）。

图1. 丝素蛋白支架植入大鼠模型

（a） 暴露的盆神经节（MPG，黑色箭头），盆神经（PN，绿色箭头），腹下神经（HN，白色箭头），海绵体神经（CN，黄色箭头）；（b，c）用丝素蛋白纤维支架缝合修复被剪断的海绵体神经（黄色箭头）。

海绵体神经损伤导致的阴茎勃起功能障碍是临床上常见的治疗难题。而研究表明血管内皮生长因子（VEGF）和脑源性神经营养因子（BDNF）联合疗法对海绵体神经再生具有促进作用。

研究团队刘强强、黄利等人利用丝素蛋白水溶液为原料，首先利用同轴静电纺丝工艺制备出一种有序排列的高强度丝素蛋白纤维支架。其次，在纤维的皮层和芯层分别搭载VEGF和BDNF两种因子，并互换两种因子在纤维皮层和芯层的位置来有效控制两种因子的释放顺序。再次，通过改变搭载因子的剂量，如减少芯层的加载量，同时增加皮层的加载量来差异化两种因子的释放量。通过以上方法，VEGF和BDNF两种因子的释放顺序、释放量和释放时间得到了有效的控制。体外细胞培养实验结果表明，在芯层加载VEGF，皮层加载BDNF的纤维支架更能促进雪旺细胞的伸展与繁殖。而分别将两种载药支架植入大鼠体内海绵体神经缺损处4周和8周后的结果显示芯层加载BDNF，皮层加载VEGF的支架更能促进血管化和神经再生。这主要是因为皮层的VEGF促进植入位点形成了充足血管，而这些大量血管的形成则会进一步放大BDNF在神经再生中的促进作用。以上的研究结果显示，通过同轴静电纺丝素蛋白纤维支架搭载VEGF/BDNF双因子，同时对因子的释放顺序、剂量和时间进行控制可促进海绵体神经再生。这一研究成果也有望应用到其他组织的修复和重建中。

图2. 搭载VEGF/BDNF同轴静电纺丝素蛋白纤维支架的制备