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脑类器官在再生医学中的研究进展

合成生物学 2024年

作者：洪源刘妍南京医科大学姑苏学院苏州市立医院南京医科大学附属苏州医院南京医科大学生殖医学与子代健康全国重点实验室南京医科大学药学院干细胞与神经再生研究所

脑类器官是一种基于人多能干细胞的三维体外模型，能够模拟人脑的细胞异质性、结构和功能。再生医学是一个多学科交叉的领域，致力于应用工程学和生物学手段修复因年龄、疾病或外伤而受损的组织或器官。脑类器官技术作为再生医学领域的... 详细信息

脑类器官是一种基于人多能干细胞的三维体外模型，能够模拟人脑的细胞异质性、结构和功能。再生医学是一个多学科交叉的领域，致力于应用工程学和生物学手段修复因年龄、疾病或外伤而受损的组织或器官。脑类器官技术作为再生医学领域的一种重要手段，具有广阔的应用前景和重要的科学意义。近年来，利用组织工程和诱导因子分化技术，研究人员成功构建出不同脑区的脑类器官模型，可用于模拟脑损伤或修复病变组织。本文将系统介绍包括大脑皮层、海马、纹状体、中脑、丘脑及下丘脑、小脑和视网膜在内的脑区特异类器官构建技术的最新进展，总结其在再生医学领域中的应用，并概括当前脑类器官应用面临的挑战，如异质性大、缺乏脉管系统和成熟度较低等。这将加深对人类大脑的理解，并增强脑类器官在基础研究和临床研究中的进一步应用。

关键词：脑类器官再生医学个体化医疗疾病模型药物筛选

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儿童特发性颅内压增高症1例并文献复习

中华神经外科杂志 2024年第3期40卷 308-310页

作者：祝永杰邱德智王刚何俊平南京医科大学附属儿童医院神经外科南京210008

儿童特发性颅内压增高症较为少见,严重者可能引发视力下降甚至失明,若能及早诊断并积极治疗,患儿常可获得良好的疗效和预后.2022年5月南京医科大学附属儿童医院神经外科收治1例特发性颅内压增高症患儿,患儿除腰椎穿刺提示脑脊液压力升高... 详细信息

儿童特发性颅内压增高症较为少见,严重者可能引发视力下降甚至失明,若能及早诊断并积极治疗,患儿常可获得良好的疗效和预后.2022年5月南京医科大学附属儿童医院神经外科收治1例特发性颅内压增高症患儿,患儿除腰椎穿刺提示脑脊液压力升高外,其影像学及实验室检查均为阴性结果,诊治过程中患儿突发双眼视力急剧下降伴眼球外周麻痹,经脑室-腹腔分流术治疗后,患儿视力得以恢复,取得了良好的治疗效果.

关键词：脑脊液压力附属儿童医院腰椎穿刺双眼视力阴性结果特发性颅内压增高症神经外科南京医科大学

氟化聚乙烯亚胺衍生物构成的胶束载体的构建、表征及其在跨血脑屏障递送中的作用研究

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南京医科大学学报(自然科学版) 2024年

作者：郭小瑭卢席缘李聚学南京医科大学基础医学院生物化学与分子生物学系南京医科大学江苏省人类功能基因组学重点实验室

目的：探讨由氟化聚乙烯亚胺（polyethyleneimine,PEI）衍生物构成的纳米胶束的构建、表征及其在跨血-脑屏障（blood brain barrier,BBB）进行基因递送中的作用。方法：使用PEI和七氟丁酸酐（heptafluorobutyric anhydride,HFAA）通过... 详细信息

目的：探讨由氟化聚乙烯亚胺（polyethyleneimine,PEI）衍生物构成的纳米胶束的构建、表征及其在跨血-脑屏障（blood brain barrier,BBB）进行基因递送中的作用。方法：使用PEI和七氟丁酸酐（heptafluorobutyric anhydride,HFAA）通过化学反应合成PEI-HFAA，随后通过酰胺反应连接芥子酸（sinapic acid,SA）得到产物PEI-HFAA-SA（简称SPF），最终在SPF外包裹聚山梨酯80(polysorbate 80,PS80)得到最终产物PEI-HFAA-SA@PS80（简称SPFT）。通过红外吸收光谱、核磁共振氟谱和核磁共振氢谱等对SPFT的分子键和元素组成进行分析，并通过动态光散射实验、琼脂糖凝滞实验和透射电子显微镜观察对其水合直径、质粒吸附及保护能力、载体质粒复合体的稳定性和形貌进行进一步表征。探究SPFT在小鼠神经胶质瘤细胞Neuro 2a中的基因转染效率和细胞毒性，通过尾静脉注射携带GFP表达质粒的SPFT至C57BL/6J小鼠中，观察其在各组织器官的分布情况以及BBB内细胞的基因转染效果。结果：以SA和HFAA修饰以及PS80包裹的方法合成了SFPT。检测结果显示，SPFT水动力粒径150～200 nm，并且对质粒有一定的携带和保护作用。SPFT携带质粒在体外表现出良好的转染能力和生物相容性。体内实验显示，尾静脉注射后的SPFT在小鼠大脑中有聚集现象，能够携带质粒穿越BBB并进行基因递送。结论：SPFT具有一定生物相容性和良好的BBB穿越及基因递送能力，为后续脑部疾病的治疗药物递送提供了新的思路。

关键词：芥子酸 BBB 聚乙烯亚胺氟化修饰

复方卡比多巴和多巴丝肼的药代动力学和药效学比较研究

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中国临床药理学杂志 2024年第2期40卷 254-258页

作者：温广鑫闫磊刘卫国肖红李泰平鲁明南京医科大学附属脑科医院神经内科江苏南京210029 南京医科大学附属脑科医院神经精神病学研究所江苏南京210029 南京医科大学第四附属医院急诊医学科江苏南京210031 南京医科大学基础医学院江苏南京210000

目的研究复方卡比多巴(左旋多巴/卡比多巴为250 mg/25 mg)和多巴丝肼(左旋多巴/苄丝肼为200 mg/50 mg)在帕金森病(PD)患者中的药代动力学及药效学特点。方法本试验用左旋多巴冲击实验,随机入组和交叉试验设计。20例PD患者第1周分别空腹... 详细信息

目的研究复方卡比多巴(左旋多巴/卡比多巴为250 mg/25 mg)和多巴丝肼(左旋多巴/苄丝肼为200 mg/50 mg)在帕金森病(PD)患者中的药代动力学及药效学特点。方法本试验用左旋多巴冲击实验,随机入组和交叉试验设计。20例PD患者第1周分别空腹口服复方卡比多巴275 mg或多巴丝肼250 mg,第2周接受另一种药物治疗。用高效液相色谱-串联质谱法检测左旋多巴血药浓度,用国际运动障碍协会帕金森病统一评分量表Ⅲ评估运动症状。结果有17例复方卡比多巴组和18例多巴丝肼组的患者数据纳入分析。服药后,复方卡比多巴组和多巴丝肼组的Cmax分别为(3563.76±1003.06)和(3642.44±1192.70)ng·mL^(-1),t_(max)分别为(1.10±0.44)和(1.03±0.55)h,t_(1/2)分别为(1.52±0.15)和(1.68±0.27)h,AUC_(0-t)分别为(7625.19±1706.85)和(5846.07±1191.16)ng·mL^(-1)·h,平均驻留时间(MRT)分别为(2.39±0.36)和(2.14±0.37)h。2组患者的C_(max)、t_(max)和t1/2比较,在统计学上差异均无统计学意义(均P>0.05);与多巴丝肼组相比,复方卡比多巴组中左旋多巴的AUC明显增加,MRT明显延长(均P学和药效学特点与多巴丝肼类似。

关键词：卡比多巴多巴丝肼苄丝肼帕金森病药代动力学

不同运动分型对帕金森病患者骨质疏松发生的影响

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中国骨质疏松杂志 2024年第1期30卷 23-26,43页

作者：许富贵乙红艳欧洲王丽君杨秀魏明薛刘军佟强南京医科大学附属淮安第一医院神经内科江苏淮安223300

目的探讨帕金森病(parkinson disease,PD)患者不同运动亚型对骨质疏松发生的影响。方法选取2021年7月至2023年2月于南京医科大学附属淮安第一医院神经内科就诊的PD患者101例,进行统一帕金森评定量表(UPDRS)Ⅲ、PD患者生活质量问卷(PDQ-... 详细信息

目的探讨帕金森病(parkinson disease,PD)患者不同运动亚型对骨质疏松发生的影响。方法选取2021年7月至2023年2月于南京医科大学附属淮安第一医院神经内科就诊的PD患者101例,进行统一帕金森评定量表(UPDRS)Ⅲ、PD患者生活质量问卷(PDQ-39)等评分,依据UPDRSⅢ评分将PD患者分为震颤为主型(tremor-dominant,TD型)和少动-强直为主型(akinetic-rigid dominant,ARD型),比较不同运动亚型PD患者骨质疏松发生情况,探讨其潜在的危险因素。结果(1)少动-强直组的骨质疏松发生率、PDQ39项、HAMA、HAMD-24评分均高于震颤组,差异具有统计学意义(P学意义(P<0.05)。(3)相关分析示PD患者骨质疏松发生与女性(r=0.34,P<0.001)、少动-强直型(r=0.31,P=0.002)、UPDRSⅢ评分(r=0.43,P<0.001)均呈正相关。(4)二元Logistic回归分析显示,女性(OR=3.06,95%CI:1.18~7.94,P=0.022)、少动-强直亚型(OR=4.53,95%CI:1.70~12.09,P=0.003)、UPDRSⅢ评分(OR=1.11,95%CI:1.04~1.19,P=0.001)是PD发生骨质疏松的独立危险因素。结论PD少动-强直亚型与骨质疏松的发生密切相关,严重影响PD患者的生活质量。

关键词：帕金森病骨质疏松运动亚型

香叶醇通过调控Nrf2/HO-1途径调节氧化应激减轻大鼠脑缺血/再灌注损伤

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中国药理学通报 2024年第3期40卷 431-439页

作者：罗佳吴宇刘京东陈莎董志重庆医科大学药学院重庆市生物化学与分子药理重点实验室重庆400016

目的研究香叶醇对脑缺血/再灌注(cerebral ischemia reperfusion injury,CIRI)后Nrf2/HO-1信号通路的调控作用。方法随机将雄性SD大鼠分成假手术组(sham)、假手术+200 mg·kg^(-1)香叶醇组、缺血/再灌注(I/R)组、I/R+50 mg·kg^(-1)香叶醇组、I/R+100 mg·kg^(-1)香叶醇组、I/R+200 mg·kg^(-1)香叶醇组、依达拉奉组,I/R+brusatol(Nrf2抑制剂)组、I/R+200 mg·kg^(-1)香叶醇+brusatol组。大鼠在MCAO术前5 d连续腹腔注射香叶醇,术后再次腹腔注射香叶醇。假手术组和假手术+200 mg·kg^(-1)香叶醇组只分离血管不插栓线,其余组别使用线栓法建立大鼠CIRI损伤模型。通过改良神经功能评分表评定大鼠神经功能受损情况;TTC脑片染色测定大鼠脑梗死体积;HE染色观察大鼠缺血侧皮层受损情况;TUNEL凋亡染色测定大鼠皮层细胞凋亡情况;测定氧化应激相关参数;免疫组织化学染色法检测Nrf2和HO-1蛋白的表达;Western blot检测受损侧皮层组织中目的蛋白表达水平。结果与模型组相比,香叶醇给药组能明显改善大鼠神经损伤症状、减少脑梗死体积和改善大鼠脑受损皮层的损伤情况;同时减少细胞凋亡的发生;并且香叶醇干预组能明显增加大鼠右侧皮质Nrf2/HO-1蛋白的表达,降低氧化应激水平。结论香叶醇通过激活Nrf2/HO-1信号途径,改善缺血/再灌注所致的大鼠缺血性脑损伤。

关键词：脑缺血/再灌注损伤氧化应激细胞凋亡香叶醇 Nrf2 HO-1

人源脑类器官模型在孤独症相关神经发育缺陷研究中的应用与进展

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中国细胞生物学学报 2024年第4期46卷 846-857页

作者：王源浩张栩韩晓刘妍南京医科大学生殖医学与子代健康全国重点实验室南京211166 南京医科大学药学院南京211166

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)是一种以社交障碍及刻板行为为核心症状的神经发育疾病。其受遗传和环境等多种因素影响,病因复杂、患者异质性极高,这给疾病机制研究和治疗靶点的研究造成了阻碍。3D人脑类器官是由多能干... 详细信息

孤独症谱系障碍(autism spectrum disorder,ASD)是一种以社交障碍及刻板行为为核心症状的神经发育疾病。其受遗传和环境等多种因素影响,病因复杂、患者异质性极高,这给疾病机制研究和治疗靶点的研究造成了阻碍。3D人脑类器官是由多能干细胞(pluripotent stem cell,PSCs)经悬浮培养及诱导分化后自组织形成的器官样三维组织,其可携带患者完整的遗传信息,可在体外模拟胚胎的早期脑发育过程并反映病理过程。脑类器官是研究孤独症谱系障碍的理想模型与平台,该文将对近年来人脑类器官在孤独症研究中的进展与成果作综述。

关键词：孤独症谱系障碍诱导多能干细胞人脑类器官神经发育

人类新生突变的起源、特征及其对子代健康的影响

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中国细胞生物学学报 2024年第4期46卷 811-825页

作者：周俊朱佳雯王铖胡志斌南京医科大学生殖医学与子代健康全国重点实验室南京211166 南京医科大学公共卫生学院流行病学系南京211166 南京医科大学生物医学工程与信息学院生物信息学系南京211166

除来自祖先的遗传变异外,人类还携带了每一世代新产生的突变,即新生突变。近年来,基于“父-母-子代”核心家系设计的高通量测序研究初步解析了这些新生突变的起源和特征,并且发现新生突变是多种疾病(例如神经发育障碍、先天性心脏病等)... 详细信息

除来自祖先的遗传变异外,人类还携带了每一世代新产生的突变,即新生突变。近年来,基于“父-母-子代”核心家系设计的高通量测序研究初步解析了这些新生突变的起源和特征,并且发现新生突变是多种疾病(例如神经发育障碍、先天性心脏病等)发生的重要原因。因此,该文就人类新生突变的起源、特征以及对子代健康的影响进行综述,以期为新生突变的进一步研究提供思路。

关键词：新生突变突变起源子代健康

氟化聚乙烯亚胺衍生物构成的胶束载体的构建、表征及其在跨血脑屏障递送中的作用研究

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南京医科大学学报(自然科学版) 2024年

作者：郭小瑭卢席缘李聚学南京医科大学基础医学院生物化学与分子生物学系江苏省人类功能基因组学重点实验室

目的：探讨由氟化聚乙烯亚胺（polyethyleneimine,PEI）衍生物构成的纳米胶束的构建、表征及其在跨血-脑屏障（blood-brain barrier,BBB）进行基因递送中的作用。方法：使用PEI和七氟丁酸酐（heptafluorobutyric anhydride,HFAA）通过... 详细信息

目的：探讨由氟化聚乙烯亚胺（polyethyleneimine,PEI）衍生物构成的纳米胶束的构建、表征及其在跨血-脑屏障（blood-brain barrier,BBB）进行基因递送中的作用。方法：使用PEI和七氟丁酸酐（heptafluorobutyric anhydride,HFAA）通过化学反应合成PEI-HFAA，随后通过酰胺反应连接芥子酸（sinapic acid,SA）得到产物PEI-HFAA-SA（简称SPF），最终在SPF外包裹聚山梨酯80(polysorbate 80,PS80)得到最终产物PEI-HFAA-SA@PS80（简称SPFT）。通过傅里叶变换红外吸收光谱、核磁共振氟谱和核磁共振氢谱等对SPFT的分子键和元素组成进行分析，并通过动态光散射实验、琼脂糖凝胶阻滞实验和扫描电镜观察对其水合直径、质粒吸附及保护能力、载体质粒复合体的稳定性和形貌进行进一步表征。探究SPFT在小鼠神经胶质瘤细胞Neuro 2a中的基因转染效率和细胞毒性，通过尾静脉注射携带绿色荧光蛋白表达质粒的SPFT至C57BL/6J小鼠中，观察其在脑组织中的分布情况以及BBB内细胞的基因转染效果。结果：以SA和HFAA修饰以及PS80包裹的方法合成了SFPT。检测结果显示，SPFT水动力粒径100～200 nm，并且对质粒有一定的携带和保护作用。SPFT携带质粒在体外表现出良好的转染能力和生物相容性。体内实验显示，尾静脉注射后的SPFT在小鼠大脑中有聚集现象，能够携带质粒穿越BBB并进行基因递送。结论：SPFT具有一定生物相容性和良好的穿越BBB及基因递送能力，为脑部疾病的治疗药物递送提供了新的思路。

关键词：芥子酸血-脑屏障聚乙烯亚胺氟化修饰