清华大学材料学院王秀梅

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神经-血管的协同作用在神经组织的发育和再生中起着十分重要的作用。神经和血管在发育过程中几乎同时发生，在解剖结构上也是并行排列，密不可分。由神经和血管组成的特殊微环境叫做“神经血管单元”（neurovascular unit, NVU），其维持着神经元的正常生理功能以及受损神经元的修复，强调神经元、神经胶质细胞和血管细胞之间相互联系及相互影响的重要性，有助于神经组织的发育和再生。因此，利用生物活性材料构建人工神经血管微环境，促进神经新生与血管新生的协调，是修复神经组织、促进再生的策略之一。

        近日，清华大学材料学院王秀梅教授课题组在Nano Research在线发表了题为“Crosstalk between PC12 cells and endothelial cells in an artificial neurovascular niche constructed by a dual-functionalized self-assembling peptide nanofiber hydrogel”的研究论文。此项研究利用脑源性神经营养因子（BDNF）和内皮生长因子（VEGF）模拟肽RGI和KLT合成双功能化肽纳米纤维水凝胶（RADA/RGI/KLT）构建人工神经血管微环境，并利用体外细胞实验、体内大鼠脑损伤实验分别验证双功能 SAP 水凝胶的协同作用。同时，建立了低成本、易操作的体外共培养模型，来探索神经细胞和内皮细胞的相互作用。
        该研究表明，RADA/RGI/KLT水凝胶体外能促进PC12细胞的神经突生长和HUVECs成血管，体内动物实验模型进一步验证了 RADA/RGI/KLT 能在受损区域发挥协同作用，双功能 SAP 支架材料能够在损伤区有效地募集神经和内皮细胞，促进体内“血管神经单元”的重建。通过间接共培养模型研究发现RADA/RGI/KLT可以通过调节PC12细胞和HUVECs的旁分泌来有效地介导神经血管crosstalk。当两种细胞直接共培养在RADA/RGI/KLT上时，细胞间的通讯效率进一步提高，加速了PC12细胞的分化和成熟和HUVECs成血管。综上所述，双功能化自组装多肽水凝胶RADA/RGI/KLT成功构建了一个仿生的神经血管微环境，该环境能够直接调节神经和血管内皮细胞的行为，并通过旁分泌和细胞-细胞直接接触的方式介导神经-血管协调作用。


         文章信息
          Zhe Zhang, Yi Chai, He Zhao, Shuhui Yang, Wei Liu, Zihui Yang, Weilong Ye, Chenlong Wang, Xiaohan Gao, Xiangdong Kong, Xiaodan Sun, Lingyun Zhao, Tuoyu Chen, Yuqi Zhang, Jiaju Lu* & Xiumei Wang*. Crosstalk between PC12 cells and endothelial cells in an artificial neurovascular niche constructed by a dual-functionalized self-assembling peptide nanofiber hydrogel. Nano Research https://doi.org/10.1007/s12274-021-3684-5.