介绍

你知道蜥蜴可以再生其截止尾巴?这个属性被称为再生。再生是一种能力,并不是唯一的蜥蜴。许多动物可以再生的部分身体把损坏的。当一个扁形虫切成块,每一块的扁形虫可以变成一个全新的虫子!海星可以再生一个新的手臂,如果失去一个,有时一个手臂可以长成一个完整的海星。人类还可以再生,但在较小的水平。例如,你可曾想过为什么,当我们不小心被锋利的东西,自己后来我们发现它愈合没有受伤的痕迹,除了偶尔的疤痕吗?这是由于再生能力的皮肤。不幸的是,并不是所有的我们的身体器官和组织可以自我修复,和一些从来没有这样做。

人类的大脑

我们的大脑就像机器,一天到晚的工作。我们不考虑大多数我们的大脑控制的,就像呼吸,调节我们的心跳,消化我们吃的食物,通过移动腹部的肌肉。

大脑是一个复杂的器官,是我们所说的的一部分中枢神经系统。有两种主要类型的脑细胞:神经元和神经胶质细胞(图1)。神经元是信息处理的关键球员。大约有1000亿个神经元在大脑;等于银河系的星星的数量。神经元的细胞能够让你思考,学习,记忆东西,消息传送到身体的其他部分。胶质细胞是支持神经元细胞。他们像管家或大脑的护士;他们为神经元提供充足的营养,他们清理神经元死亡,保护住外国生物神经元免受感染。

神经元相互连接,使网络能让大脑执行其功能。如果只有少数大脑神经元受损或死亡,然后这么小的破坏神经元网络可能不会注意到受影响的人。许多神经元死亡,然而,如果受影响的人可能患有运动问题,内存,演讲,或思考,等。当大脑失去太多的神经元,它不能取代他们。这是因为大脑,与皮肤,不能再生。所以,保护重要器官是必须的!

了解大脑的一个重要的事情是,如果摇,它打破了。头部受伤,结果从一个强大的打击或下降可以伤害到大脑。这可能影响大脑的正常功能。这样的伤害创伤性脑损伤(创伤性脑损伤)。不同头部碰撞会导致不同类型的创伤性脑损伤,从轻度,中度,严重。大脑创伤的症状取决于严重和频繁的创伤性脑损伤。事实上,这些脑损伤并不少见。脑震荡,可能发生当我们掉下来一辆自行车,运动,或在一次车祸中,创伤性脑损伤的一种形式。

再生医学救援

冲击大脑神经元可以伤害甚至导致它们死亡。死者神经元不能妥善取代。这类似于爆炸导致一些建筑物倒塌。显然,建筑不能重建自己。工程师和工人们需要修复损伤。如果我们相同的概念应用于受伤的身体部位(如大脑),再生医学可以作为工程师和工人,可以节省一天(1]。

由于再生医学,恢复身体功能受损是由于受伤或疾病现在是可能的。再生医学可以用于治疗疾病,如神经系统和心脏的。再生医学也可以更换或修复受损的组织和器官创伤(如创伤性脑损伤)或老化。再生医学可以在两个方面。首先,它可以使用细胞在体外替代丢失或损坏的细胞在体内。第二,它可以增加新的细胞体内的生产。这些再生医学的方法可以提高组织功能,减少障碍,提高生命的质量(2]。

组织工程和神奇的胶水

组织工程是再生医学的新领域之一。它结合了生命科学与工程两个邻域和应用的原则。组织工程重点发展组织外的活体,可以用来恢复或维持身体机能,甚至取代整个器官。

细胞组织的基石,他们使用一种胶水连接。这种胶水被称为细胞外基质或ECM。ECM细胞周围的三维结构,这有助于保持其形状(图1)。这个3 d结构有助于细胞相互沟通,使他们能够正常运作。每种类型的细胞(脑细胞,心脏细胞等)有其独特的ECM。只有ECM具体特定细胞类型可以让细胞正常功能。组织工程的一种形式,试图为细胞提供一个合适的ECM胶水来帮助修复受损细胞。最好的胶水是最接近原始的ECM内的组织。例如,脑细胞功能,我们需要使用ECM的天然ECM围绕大脑细胞体内。这是因为只有大脑ECM供应大脑细胞的三维结构。

工程组织时,科学家们使用细胞,在实验室中生长和/或ECM胶水。他们可以建立整个组织在实验室,然后移植到需要它的人。另一个选择是直接提供受损组织的物质需要重建本身。在这种情况下,ECM胶水可以添加到没有需要添加的受损组织细胞(3]。

GEL-MA,适当的ECM创伤性脑损伤的治疗

创伤性脑损伤等脑部疾病的一个挑战是,受损的神经元是难以替代的。虽然很难神经元再生,科学家努力工作来实现它。因为它不是道德实验对人体的大脑,科学家们用小塑料培养皿中生长的细胞称为细胞培养菜(图2一个)。在我们的实验室中,我们成长完成类似功能的特殊的细胞神经元。这些特殊细胞培养在人工基质,我们称之为Gel-MA。Gel-MA是一种凝胶的凝胶(明胶是什么给了果冻质地)。我们已经测试了Gel-MA的影响是否能帮助细胞生长。我们与不同数量的Gel-MA的特殊细胞。我们培养细胞在细胞培养菜一天然后检查如何增长。我们发现,当我们Gel-MA的数量,增加更多的细胞。这意味着Gel-MA帮助这些特殊的大脑细胞生长更好(图2一个)。

在另一个实验中,我们测试了Gel-MA是否能保护神经元免受创伤性脑损伤的影响。为此,我们使用老鼠受到创伤性脑损伤。我们把一滴Gel-MA头部受伤的地方。一个星期后,老鼠还活着,这意味着凝胶没有毒性作用。当我们检查受伤的老鼠的大脑,我们发现伤势几乎添加Gel-MA之后1周。现在,我们正在测试是否Gel-MA,添加到受伤的老鼠的大脑,可以改善这些老鼠的行为或如果他们能更好的执行精神任务。如果我们看到一个改善,这意味着Gel-MA有助于脑损伤愈合和恢复大脑功能(图2 b)。

结论:GEL-MA的影响

我们使用Gel-MA因为它可以帮助神经元建立适当的三维结构。这类似于什么天然ECM在大脑中。另一个重要观点是,Gel-MA细胞是没有毒的,相反,它增强了他们的成长。这是令人兴奋的,因为这意味着,通过使用人造ECM,我们现在能够帮助受伤的大脑在其愈合过程(4]。从我们的实验,我们看到Gel-MA在创伤性脑损伤的治疗功效。我们希望,在不久的将来,科学家可以改善创伤性脑损伤的治疗使用Gel-MA或其他形式的组织工程。大脑,长久以来都被认为是不可挽回的,现在已经修复的承诺。Gel-MA可以提供一个令人兴奋的方法治疗创伤性脑损伤。现在我们必须将我们的发现从老鼠到人类,这样我们将能够处理重要,世界范围内的创伤性脑损伤的问题!

术语表

再生能力:↑身体的能力来修复和替换的细胞,组织或器官失去了因伤或疾病。

中枢神经系统:↑身体系统组成的神经组织。它控制着身体的活动。在脊椎动物中,它包括脑和脊髓。

创伤性脑损伤:↑损害头部撞到大脑。损伤通常会影响正常的大脑功能。

再生医学:↑再生医学是医学的一个分支,发展的方法来更换或再生人类细胞,组织或器官,为了恢复或建立正常功能。受损的功能可以被任何原因的结果,包括出生缺陷、疾病、创伤,或老化。

组织工程:↑再生医学的一个分支。适用的原则,工程和生命科学的发展生物替代品,可以恢复,维护、改善组织功能或整个器官。生物替代品包括生物材料、细胞和生物活性分子。生物替代品可用于创建产品组织或细胞在体外或帮助修复体内的组织。

细胞外基质(ECM):↑一个三维的生物分子网络周围细胞。它提供了支持细胞包围。

的利益冲突

作者声明,这项研究是在没有进行任何商业或财务关系可能被视为一个潜在的利益冲突。

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原始的文章

↑Al Rifai N。哈桑,。Kobeissy F。Gazalah, H。2015年,Charara j .。“文化GelMA PC12神经元细胞的水凝胶对大脑组织工程,”2015年国际会议上的发展生物医学工程(ICABME)。254 - 7页。doi: 10.1109 / icabme.2015.7323300

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引用

[1]↑Mondello, S。施密德,K。伯杰,r . P。Kobeissy F。意大利语,D。吉,一个。,等。2014。轻度创伤性脑损伤的挑战:在诊断脑损伤的生化标记的作用。地中海,牧师》。34:503-31。doi: 10.1002 / med.21295

[2]↑科伦坡,F。Sampogna, G。Cocozza, G。Guraya, s Y。Forgione, a . 2017。再生医学:临床应用和未来的观点。j . Microsc。Ultrastruct。5:1-8。doi: 10.1016 / j.jmau.2016.05.002

[3]↑金,Y。Ko, H。Kwon。K。Shin, k . 2016。在组织工程中细胞外基质的再现:角色。Neurourol Int。J。20:S23-9。doi: 10.5213 / inj.1632600.318

[4]↑Al Rifai N。哈桑,。Kobeissy F。Gazalah, H。2015年,Charara j .。“文化GelMA PC12神经元细胞的水凝胶对大脑组织工程,“2015年国际会议上先进的生物医学工程(ICABME)贝鲁特。254 - 7页。doi: 10.1109 / icabme.2015.7323300