MMP-2 Responsive Functional Bladder Acellular Matrix Scaffold Combined With Urine Derived Stem Cells for Bladder Nerve Regeneration.

چکیده اصلی

The inadequate nerve networks in regenerated bladders remain a significant challenge in bladder tissue engineering. Our previous studies have demonstrated that incorporating basic fibroblast growth factor (bFGF) and urine-derived stem cells (USCs) into bladder acellular matrix (BAM) enhances bladder repair. While these approaches have shown promising results in regenerating bladder epithelium and smooth muscle, the outcomes of neural regeneration are still not satisfactory. Therefore, this study introduces the 1-14aa sequence from the NGF polypeptide (NMP), a small molecule NGF peptidomimetic, which could improve neural regeneration in the body. Utilizing the tissue inhibitors of metalloproteinases (TIMP) that is cleaved by MMP-2 to design an MMP-2 responsive NMP delivery system, which could control the release of NMP according to the amount of MMP-2 in the local microenvironment. By chemical cross-linking, NMP-TIMP and bFGF were conjugated with BAM seeded with USCs to compose BAM/USCs/bFGF/NMP-TIMP functional biomaterial. Using a rat bladder reconstruction model, the functional biomaterial significantly enhanced the regeneration of endothelial cells, capillaries, smooth muscle cells, nerve fibers, and the bladder functions. In summary, the BAM/USCs/bFGF/NMP-TIMP functional biomaterial may offer a promising strategy for tissue-engineered bladder by promoting bladder regeneration, especially the regeneration of bladder nerves.

ترجمه فارسی چکیده

شبکه‌های عصبی ناکافی در مثانه‌های بازسازی‌شده چالش بزرگی در مهندسی بافت مثانه است. مطالعات قبلی نشان دادند که اضافه کردن عامل رشد فیبروبلاست پایه (bFGF) و سلول‌های بنیادی حاصل از ادرار (USCs) به بافت بی‌سلولی مثانه (BAM) بهبود ترمیم مثانه را افزایش می‌دهد. با اینکه این رویکردها نتایج امیدوارکننده‌ای در بازسازی اپیتلیوم و عضله صاف مثانه نشان داده‌اند، نتایج بازسازی عصبی هنوز رضایت‌بخش نیست. بنابراین، این مطالعه توالی ۱-۱۴ آمینواسید از پلی‌پپتید NGF (NMP)، یک مولکول کوچک مشابه پپتید NGF را معرفی می‌کند که می‌تواند بازسازی عصبی در بدن را بهبود بخشد. با استفاده از مهارکننده‌های بافت آنزیم‌های متالوپروتئیناز (TIMP) که توسط MMP-2 بریده می‌شوند، یک سیستم تحویل حساس به MMP-2 برای NMP طراحی شد که می‌تواند آزادسازی NMP را بر اساس مقدار MMP-2 در محیط میکرومحلی کنترل کند. از طریق پیوند شیمیایی، NMP-TIMP و bFGF به BAM حاوی USC‌ها متصل شدند تا ماده زیستی کاربردی BAM/USCs/bFGF/NMP-TIMP تشکیل شود. با استفاده از مدل بازسازی مثانه موش، ماده زیستی کاربردی به طور قابل توجهی بازسازی سلول‌های اندوتلیال، رگ‌های مویرگی، سلول‌های عضله صاف، فیبرهای عصبی و عملکرد مثانه را تقویت کرد. در مجموع، ماده زیستی کاربردی BAM/USCs/bFGF/NMP-TIMP می‌تواند استراتژی امیدوارکننده‌ای برای مثانه مهندسی شده از طریق تقویت بازسازی مثانه، به ویژه بازسازی عصب‌های مثانه، ارائه دهد.

متن کامل اصلی