[发明专利]神经网络修复系统及其制备方法和应用

说明书

技术领域

本发明涉及干细胞调控技术领域，特别是涉及一种神经网络修复系统及其制备方法和应用。

背景技术

干细胞替代疗法在受损神经网络修复中已得到越来越多人的关注。因此，促进干细胞在生物体内的增殖和定向分化一直是干细胞研究领域的重中之重。三磷酸腺苷（Adenosine Triphosphate,ATP）是一种核苷酸，作为细胞内能量传递的“分子通货”，储存和传递化学能。ATP作为一种重要的神经胶质分子，参与对中枢神经系统其他细胞如神经元、神经干细胞等的调控作用。已有大量报道证实，ATP参与调节干细胞（如神经干细胞）的增殖、迁移和分化功能，进而促进受损神经网络的修复作用。

然而，ATP在胞外能被腺苷酶迅速降解为腺苷（adenosine），而腺苷可以刺激中枢神经系统中的小胶质细胞（microglia）的增殖从而影响ATP在调控干细胞发挥神经网络修复中的作用。生物体在正常生理条件下自身释放的ATP难以满足ATP调控干细胞从而发挥受损神经网络修复的作用的需求。因此，刺激细胞释放更多的ATP以补充被腺苷酶迅速降解的ATP对受损神经网络的修复有促进作用。

迄今为止，促进细胞释放ATP以实现对受损神经网络修复的方法主要通过电刺激或药物来实现。用电刺激或药物的方法在生物体内缺乏细胞特异性及时间可控性，因为无论是电刺激还是药物作用往往都是一过性释放，疗效较差。

发明内容

基于此，有必要提供一种能够缓释ATP的神经网络修复系统。

进一步，提供一种神经网络修复系统的制备方法。

进一步，还提供上述神经网络修复系统的应用。

一种神经网络修复系统，包括缓释膜、吸附于所述缓释膜上的光敏星型胶质细胞和干细胞共培养体系及分散于所述缓释膜中的带正电的导电聚合物，其中，所述缓释膜为聚丙烯酸和聚乙烯醇交联形成的水凝胶膜。

在其中一个实施例中，还包括分散于所述缓释膜上的生物活性物质和三磷酸腺苷。

在其中一个实施例中，还包括神经假体，所述缓释膜设置于所述神经假体的表面上。

在其中一个实施例中，所述神经假体为植入式神经电极、植入式神经支架或植入式神经导管。

在其中一个实施例中，所述光敏星型胶质细胞和干细胞共培养体系中，光敏星型胶质细胞和干细胞的数量比为1:1。

在其中一个实施例中，所述光敏星型胶质细胞为携带有光敏基因的动物海马星型胶质细胞或携带有光敏基因的纹状体星型胶质细胞。

一种神经网络修复系统的制备方法，包括如下步骤：

构建光敏星型胶质细胞；

构建光敏星型胶质细胞和干细胞共培养体系；

制备缓释膜，所述缓释膜为聚丙烯酸和聚乙烯醇交联形成的水凝胶薄膜；

将导电聚合物分散于所述缓释膜中；及

将所述光敏星型胶质细胞和干细胞共培养体系接种于所述缓释膜上，使所述光敏星型胶质细胞和干细胞共培养体系吸附于所述缓释膜上，得到所述神经网络修复系统。

在其中一个实施例中，所述构建光敏星型胶质细胞的步骤为：将携带有光敏基因的病毒感染星型胶质细胞，得到光敏星型胶质细胞。

在其中一个实施例中，所述携带有光敏基因的病毒的制备方法具体为：用脂质体转染含有光敏基因、绿色荧光标记基因及用于特定性标记胶质细胞的启动子GFAP的融合质粒和病毒包装相关的混合质粒pCMVΔR8.74和pMD2.G.至293FT细胞，然后将所述293FT细胞传代培养后，破碎细胞膜、过柱，取上清液，得到含有携带光敏基因的病毒的细胞液。

在其中一个实施例中，所述构建光敏星型胶质细胞和干细胞共培养体系的步骤为：将所述光敏星型胶质细胞和干细胞共同接种于细胞培养液中，于37℃下孵育24小时。

在其中一个实施例中，所述制备缓释膜的步骤为：将丙烯酸溶于聚乙烯醇的水溶液中，丙烯酸现场聚合生成聚丙烯酸，聚丙烯酸和聚乙烯醇交联形成水凝胶薄膜。

在其中一个实施例中，所述将导电聚合物分散于所述缓释膜中的步骤为：将所述缓释膜放入含有导电聚合物单体的电沉积溶液中充分溶胀后，在恒定电压作用下，导电聚合物单体聚合成导电聚合物，并分散于所述缓释膜中。

在其中一个实施例中，所述构建光敏星型胶质细胞后，构建光敏星型胶质细胞和干细胞共培养体系之前，还包括检测所述光敏星型胶质细胞兴奋性和检测所述光敏星型胶质细胞的细胞膜完整性的步骤。