脊髄損傷の神経炎症に対する歯髄幹細胞を用いた熱感受性bFGF修飾ヒドロゲルの効果

Thermosensitive bFGF-Modified Hydrogel with Dental Pulp Stem Cells on Neuroinflammation of Spinal Cord Injury.

• Abdullkhaleg Albashari
• Yan He
• Yanni Zhang
• Jihea Ali
• Feiou Lin
• Zengming Zheng
• Keke Zhang
• Yanfan Cao
• Chun Xu
• Lihua Luo
• Jianming Wang
• Qingsong Ye

抄録

急性脊髄損傷（SCI）は重度の神経炎症を誘発し、中間フィラメントを増加させ、神経変性を引き起こす。これまでの研究では、塩基性線維芽細胞増殖因子（bFGF）や歯髄幹細胞（DPSCs）が損傷した神経細胞の保護効果に寄与することが示されているが、SCI修復のメカニズムはまだ明らかになっていない。本研究では、bFGFとDPSCsを含むin situヘパリン（HeP）ハイドロゲル注入（HeP-bFGF-DPSCs）と、bFGFとDPSCsのin vitro試験により、炎症を効果的に抑制することが証明された。HeP-bFGF-DPSCsのin vivo適用により炎症反応が調節され、微小管の安定化や組織の血管新生により神経の再生が促進された。また、bFGF-DPSCs処理はミクログリア/マクロファージの増殖と活性化を抑制することが、我々の機序検討で明らかになった。さらに、HeP-bFGF-DPSCsはミクログリア/マクロファージの活性化を抑制し、炎症性サイトカインの放出を抑制した。本論文では、bFGFとDPSCsが協働して損傷した脊髄の組織炎症を抑制し、優れた神経修復をもたらすことを発見した。その結果、bFGFとDPSCsを送達する熱感受性ヒドロゲルが脊髄損傷の治療オプションとして有望であることが示された。

Acute spinal cord injury (SCI) induces severe neuroinflammation, which increases intermediary filaments and neurodegeneration. Previous studies have shown that a basic fibroblast growth factor (bFGF) and dental pulp stem cells (DPSCs) contribute to a protective effect on injured neuronal cells, but the mechanism of SCI repair is still unclear. In this study, in situ heparin (HeP) hydrogel injection containing bFGF and DPSCs (HeP-bFGF-DPSCs), as well as in vitro studies of bFGF and DPSCs, proved an effective control over inflammation. The in vivo application of HeP-bFGF-DPSCs regulated inflammatory reactions and accelerated the nerve regeneration through microtubule stabilization and tissue vasculature. Our mechanistic investigation also showed that bFGF-DPSCs treatment inhibited microglia/macrophage proliferation and activation. Furthermore, HeP-bFGF-DPSCs prevented microglia/macrophage activation and reduced proinflammatory cytokine release. In this paper, we discovered that bFGF and DPSCs worked together to attenuate tissue inflammation of the injured spinal cord, resulting in a superior nerve repair. Our results indicated that a thermosensitive hydrogel delivering bFGF and DPSCs could serve as a promising treatment option for spinal cord injuries.

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