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同济大学海舰Int. J. Nanomed.:VEGF-A负载纳米纤维膜

公司新闻    2021-09-22 16:23

DOI: 10.2147/IJN.S307335

 

脑缺血是一种世界范围内的常见神经系统疾病,可激活一系列涉及氧和葡萄糖水平降低的病理生理事件。尽管对其发病机制进行了大量的研究,但缺血性神经元损伤的治疗仍然是一个巨大的挑战。越来越多的证据表明,VEGF修饰纳米纤维(NF)材料和脂肪酸酰胺水解酶(FAAH)抑制剂URB597对减轻缺血性脑损伤有着积极作用。本文旨在进一步研究它们对原代海马神经元的影响,以及氧-葡萄糖剥夺(OGD)后的潜在机制。首先利用逐层(LBL)自组装静电纺丝方法,合成了不同层数的VEGF-A负载聚己内酯(PCL)纳米纤维膜。然后评估了VEGF-A NF膜的理化和生物学特性,以及VEGF-A的形态、亲水性和控释特性。此外,还评估了VEGF-A NF和URB597对OGD诱导线粒体氧化应激、炎症反应、神经元凋亡和内源性大麻素信号成分的影响。VEGF-A NF膜和URB597不仅可以促进OGD后海马神经元的粘附和存活,而且还具有抗氧化/抗炎和线粒体膜的潜在保护作用。VEGF-A NF膜和URB597还通过激活CB1R信号抑制了OGD诱导的细胞凋亡。上述结果表明,LBL自组装NF膜可以实现对VEGF-A的控释。VEGF-ANF膜和URB597通过抑制线粒体氧化应激和激活CB1R/PI3K/AKT/BDNF信号表现出积极的协同神经保护作用,这表明VEGF-A负载NF膜和FAAH抑制剂URB597对缺血性脑血管疾病具有宝贵的治疗价值。

 

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图1.组装VEGF-A负载PCL NF膜的示意图。(A)静电纺丝。(B)通过LBL方法制备包埋VEGF-A的PCL NF。(C)VEGF-A NF的代表性SEM图像(比例尺为10μm)。(D)VEGF-A NF产物。

 

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图2.具有不同自组装层的PCL电纺NFs的表征。(A)SEM图像。(B)不同层NFs的平均直径。(C)5、10、15和20层不同涂覆PCL表面的FTIR光谱。(D)随时间推移而衰减的水接触角曲线。(E)不同PCL膜体外控释VEGF-A的曲线。与PCL相比,*P<0.05;与5层相比,#P<0.05;与10层相比,&P<0.05。

 

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图3.神经元的代表性NSE(绿色)免疫荧光。放大倍数:200×,比例尺20μm。

 

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图4.VEGF-A NF膜和URB597对细胞形态和活性的影响。(A)通过SEM(比例尺20和10μm)获取PCL膜中海马神经元的典型图像。(B)各组细胞粘附率(CAR)的统计结果。(C)MTT测定显示OD值下的神经元增殖。与Con相比,*P<0.05;与OGD相比,#P<0.05;与URB相比,§P<0.05;与VEGF相比,&P<0.05。

 

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图5.VEGF-A NF膜和URB597对细胞凋亡的影响。(A)神经元中的代表性TUNEL染色。(B)TUNEL中细胞凋亡率的定量分析。(C)凋亡相关蛋白的代表性蛋白质印迹。(D-G)凋亡蛋白的定量分析。(H-J)凋亡相关基因mRNAs的定量分析。与Con相比,*P<0.05;与OGD相比,#P<0.05;与URB相比,§P<0.05;与VEGF相比,&P<0.05。

 

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图6.VEGF-A NF膜和URB597对线粒体膜电位(MMP)的影响。(A)神经元中线粒体JC-1的代表性免疫荧光。(B)通过JC-1红色/绿色免疫荧光信号速率估算的MMP。与Con相比,*P<0.05;与OGD相比,#P<0.05;与URB相比,§P<0.05;与VEGF相比,&P<0.05。

 

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图7.VEGF-A NF膜和URB597对线粒体ROS和炎症反应的影响。(A)流式细胞术评估细胞相关DCF-DA的代表性直方图。(B)细胞ROS水平的定量分析。(C-F)促炎因子的定量分析,例如TNF-α、IL-1β、COX-2和iNOS。与Con相比,*P<0.05;与OGD相比,#P<0.05;与URB相比,§P<0.05;与VEGF相比,&P<0.05。

 

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图8.VEGF-A NF膜和URB597对CB1R信号通路成分的影响。(A)CB1R、PI3K、p-PI3K、AKT、p-AKT、BDNF和TrkB的代表性蛋白质印迹。(B-F)蛋白质表达的定量分析。与Con相比,*P<0.05;与OGD相比,#P<0.05;与URB相比,§P<0.05;与VEGF相比,&P<0.05。

 

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图9.VEGF-A NF膜和URB597对OGD诱导的脑缺血性神经元损伤显示出积极的协同神经保护作用,在缺血性脑血管疾病中具有重要的治疗价值。