治愈大脑：水凝胶促进神经元组织生长

合成水凝胶被证明为脑损伤区域的神经元组织生长提供了有效的支架，为脑组织重建提供了一种可能的方法。

虽然大脑的成长听起来像是科幻电影中的东西，但北海道大学的一个跨学科研究小组已经朝着这个方向迈出了一步。他们使用水凝胶材料与神经干细胞相结合，以生长新的脑组织。这很重要，因为当我们大脑中的组织受损时，神经元组织不具有与我们身体其他部位(如皮肤)相同的再生能力。

研究人员的第一步是开发一种神经干细胞可以存活的水凝胶材料。他们发现，由等份带正电荷和负电荷的单体制成的中性凝胶可产生最佳的细胞粘附力。研究人员随后调整了交联分子的比例，以达到类似于脑组织的刚度;然后在凝胶中产生孔，其中可以培养细胞。

“当我看到我的同事Tomáš在一次会议上展示的多孔水凝胶的3D结构时，我认为它们可以用于再生治疗，作为生长神经细胞的支架，”主要作者Satoshi Tanikawa回忆道。

一旦凝胶被优化，它们被浸泡在生长因子血清中以促进血管生长，然后将它们植入小鼠模型中大脑的受损区域。三周后，研究人员发现来自周围宿主脑组织的免疫细胞和神经元细胞已经进入水凝胶，血管已经生长。

此时，研究人员将神经干细胞注射到水凝胶中。40天后，干细胞存活率很高，有些已经分化成新的星形胶质细胞或神经元细胞。观察到宿主细胞浸润水凝胶，而一些来自水凝胶的新神经元细胞迁移到周围的脑组织，显示出水凝胶和宿主脑组织之间的一定程度的整合。

该过程的逐步性质是关键，因为同时植入水凝胶和移植神经干细胞被证明是不成功的。这项研究标志着朝着开发涉及脑组织再生的疗法迈出了重要一步;接下来的步骤包括研究最佳移植时间和炎症反应对移植细胞的影响。

“影响大脑血管的疾病，如脑梗塞，是一种主要疾病，”谷川评论道。“他们不仅死亡率高，而且那些幸存下来的人与严重的后遗症作斗争。我认为这项研究将成为可以帮助这些患者的医学治疗的基础。