[发明专利]一种神经细胞及其培养方法和应用

说明书

本发明提供了一种神经细胞及其培养方法和应用，尤其涉及一种背根神经节细胞及其电刺激培养方法和在制备脊髓损伤治疗药物、医用材料或医疗器械中的应用，所述培养方法包括对神经细胞进行电刺激培养。本发明的方法以微电刺激技术干预培养背根神经节神经元，研究微电流对细胞形态、神经元轴突生长密切相关的c‑fos表达的影响，揭示微电流刺激神经元轴突生长的机制，为体外制备人工脊髓组织提供理论依据。

技术领域

本发明属于神经电刺激技术领域，涉及一种神经细胞及其培养方法和应用，尤其涉及一种背根神经节细胞及其电刺激培养方法和在制备脊髓损伤治疗药物、医用材料或医疗器械中的应用。

背景技术

神经电刺激已经广泛应用于治疗疼痛、帕金森病、颅脑外伤昏迷促醒、癫痫及低氧后植物状态等疾病，但作用机制尚不明晰。常用的神经电刺激包括脊髓电刺激、正中神经电刺激、迷走神经电刺激、深部脑电刺激、舌下神经电刺激和骶神经电刺激等，每种神经电刺激各具特点，主要临床应用范围及相关机制有所不同。

其中，脊髓电刺激(SCS)是指将脊髓刺激器电极安放于椎管的硬膜外腔后部，通过电流刺激脊髓后柱的传导束和后角感觉神经元，从而达到治疗疾病的目的，其确切机制仍不清楚；正中神经电刺激(MNS)是将盘状电极置于双侧腕关节掌面近端10cm正中神经点处的一种刺激方法，主要用于各种昏迷促醒的治疗，MNS在昏迷促醒中有较好的疗效，但作用机制尚未明晰；迷走神经电刺激(VNS)通过神经外科手术将线圈放在左颈部内的迷走神经上，并且将刺激装置埋在胸前，再调整装置参数与模式，使刺激器自动刺激迷走神经达到治疗目的；深部脑电刺激(DBS)是通过立体定向手术，将刺激电极植入深部特定神经核团，对核团进行刺激，调节引起症状的异常电活动，从而消除或改善患者症状，以达到临床治疗目的，临床上常用的靶点有丘脑底核(STN)、苍白球内侧部(GPi)、丘脑腹内侧核(Vim)和脑桥核等，各种靶点的DBS在治疗帕金森病中获得了较好的疗效。

陈虹等(陈虹等，电刺激对大鼠脊髓损伤后神经生长因子表达的影响，2012，18(1)：33-36)研究了电刺激对成年大鼠脊髓损伤后脊髓灰质神经元神经生长因子(NGF)表达的影响，BBB评分结果显示大鼠脊髓损伤后有自行恢复功能，从第5天开始电刺激组与损伤对照组有显著性差异(P<0.05)；脊髓损伤后，电刺激组和损伤对照组的NGF表达均持续升高(P<0.05)，电刺激组表达多于损伤对照组(P<0.05)。

姚青等(姚青等，脉冲微交流电刺激促进体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向心肌分化，第三军医大学学报，2008，30(5)：410-413)探讨了脉冲微交流电刺激对体外诱导大鼠骨髓间充质干细胞向心肌样细胞分化的作用，结果显示脉冲微交流电刺激组细胞较非刺激组细胞生长良好，更早出现心肌样细胞改变，诱导后1周可观察到胞内肌丝形成及a-actin、cTnT和Cx43的表达，且在随后的相同时相点(诱导后2、3、4周)，a-actin、cTnT和Cx43的表达水平明显高于非刺激组，胞内肌丝也由杂乱分布逐渐成束，部分细胞可观察到肌节。

李振鹏(李振鹏，微电流刺激治疗大鼠横断性脊髓损伤的机理研究，汕头大学，2006)通过观察电刺激治疗脊髓损伤前后脊髓组织中GAFP、Nogo和Gap-43的表达变化情况，发现大鼠正常脊髓组织中有微量GAFP、Nogo和Gap-43的表达，损伤后GAFP和Nogo明显升高，于损伤后2周达到顶峰，随后维持在比较高的水平，而Gap-43表达下降，于损伤后l周最明显，随后一直处于比较低的水平；通过微电流刺激治疗后，发现GAFP和Nogo的表达明显减少，但没有完全消失，而GPa-43的表达则显著升高，于治疗后l周达到顶峰，随后维持在比较高的水平。

在正常生理状态过程中，内源性电流、电场扮演了影响分化的重要角色，内源性的电场对于胚胎分化具有十分重要的作用。目前关于电刺激机制的研究大都停留在动物层面，而未深入到细胞层面。脊髓损伤的治疗是医学界的一项难题，人工脊髓是治疗脊髓损伤的潜在有效手段，但是神经细胞的刺激与控制机制尚未明确，人工脊髓的研究缺乏相关的理论依据。