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第一部分功能化多肽自组装神经支架材料FGL-NS的构建及检测目的合成含有FGL活性片段的功能化多肽分子RADA-FGL (AcN-RADARADARADARADAGGEVYVVAENQQGKSKA-CONH2),研究RADA-FGL多肽分子自组装条件及自组装后材料FGL-NS (FGL nanofiber scaffold)的理化性质检测。方法采用自动多肽合成仪合成成熟自组装多肽分子RADA-16和功能化自组装多肽分子RADA-FGL,高效液相色谱仪及质谱仪分析纯化。中性PBS液分别触发1%(10mg/ml)RADA-16多肽溶液,1% RADA-FGL多肽溶液和1%RADA-FGL/RADA-16 (FGL-NS)多肽溶液自组装,观察自组装后凝胶材料外形。原子力显微镜(Atomic Force Microscope, AFM)检测自组装多肽凝胶材料的超微结构；流变仪(Rheometer)检测含FGL活性片段自组装凝胶材料的流变学性能(粘弹性)。结果多肽分子RADA-16相对分子量为1712.78 Da,纯度为98.16%；目的多肽分子RADA-FGL相对分子量为3458.74 Da,纯度为95.87%。单纯1% RADA-FGL多肽溶液经中性PBS液触发后,未见明显凝胶结构,1% RADA-16多肽溶液和1% FGL-NS多肽混合溶液经中性PBS液触发后,能快速自组装成凝胶,凝胶结构完整,均质透明,有足够的弹性维持凝胶外形。AFM证实RADA-16多肽和RADA-FGL/RADA-16多肽自组装后呈纳米网状纤维结构,RADA-16多肽纳米纤维直径为16.9±2.3nm,FGL-NS凝胶纤维直径为38.2±2.7nm,纤维长度可达数百纳米；而单纯1% RADA-FGL经中性PBS溶液触发后AFM镜下RADA-FGL多肽分子凝结成团,无纤维网状结构形成。流变仪证实FGL-NS与RADA-16的储能模量(storage modulus, G’)均大于损耗模量(loss modulus, G"),说明目的多肽自组装材料FGL-NS与RADA-16均为具有粘弹性的凝胶,而且FGL-NS的G′和G″均与剪切频率(Shear Frequency)无相关性,说明凝胶材料呈纤维网状结构。结论RADA-16和RADA-FGL多肽合成成功,目的功能化多肽分子RADA-FGL与RADA-16混合后在中性PBS触发下能自组装成具有纤维网状结构的凝胶材料。第二部分功能化多肽自组装神经支架材料FGL-NS的生物相容性及神经生物学活性研究目的功能化多肽自组装神经支架材料FGL-NS与大鼠背根神经节细胞及神经干细胞复合培养,研究其对背根神经节细胞活性、粘附和轴突生长的作用,对神经干细胞存活、增殖、分化和迁移的影响。方法原代培养新生SD大鼠背根神经节(Dorsal Root Ganglion, DRG)及其神经元细胞(Dorsal Root Ganglion Neurons, DRGn),将其分别接种到实验组(FGL-NS)和对照组(RADA-16)凝胶材料表面,倒置相差显微镜观察DRG和DRGn生长情况,死/活细胞染色结合镜下细胞计数检测凝胶材料的细胞毒性和对DRGn的粘附性。光镜结合图像分析仪检测神经轴突的比例和长度,并行统计学分析。原代培养新生SD大鼠神经干细胞(neural stem cells, NSCs),接种到FGL-NS和RADA-16凝胶材料中,培养第1、7天,死/活细胞染色检测NSCs在凝胶材料中的活细胞比例；培养第1、3、7、14天,CCK-8法检测NSCs增殖能力；培养第7天,免疫荧光法检测凝胶材料中NSCs分化为神经元和星型胶质细胞的比例；培养第3天,钙黄绿素(Calcein-AM)染色结合激光共聚焦显微镜观察NSCs在材料中的迁移情况。结果培养4h后,FGL-NS凝胶中DRGn粘附数显著高于RADA-16组；培养第1、7天,两组中DRGn活细胞比例均无显著性差异；培养第2天,FGL-NS凝胶中,DRG和DRGn轴突长度显著高于RADA-16组。培养第1、7天,NSCs在两组材料中的活细胞比例无显著性差异；培养第1、3、7、14天,CCK-8法显示：FGL-NS/NSCs吸光度值(A值)逐渐增高,培养的各时间点均显著高于RADA-16组；培养第7、14天,两组材料中NSCs分化的神经元和星型胶质细胞比例无显著性差异；培养第3天,镜下见接种于FGL-NS表面的NSCs迁移到材料内部。结论FGL-NS凝胶材料生物相容性好,对神经细胞无毒性,能促进感觉神经元细胞粘附、轴突生长,能促进神经干细胞增殖、迁移,但对其分化无明显影响。FGL-NS自组装多肽可作为良好的神经组织工程支架材料。第三部分功能化多肽自组装神经支架材料FGL-NS修复大鼠脊髓损伤的实验研究目的建立大鼠脊髓损伤模型,将功能化多肽自组装神经支架材料FGL-NS植入到脊髓损伤局部,探讨FGL-NS神经支架材料修复脊髓损伤的效果和机制。方法麻醉大鼠后,暴露胸10水平脊髓,用特制血管夹(夹力24 g)钳夹1 min,建立大鼠胸髓钳夹损伤模型。设立空白组、对照组和实验组,分别于损伤后24 h,暴露脊髓损伤局部,将2.5μL等渗葡萄糖溶液、1% RADA-16和1% FGL-NS多肽溶液注射入损伤局部。术后3d、1w、3w、5w、7w和9w分别采用BBB评分评估大鼠脊髓损伤经治疗后运动功能恢复情况,术后9w取脊髓损伤部位组织,行Caspase-3、NF-200和GFAP免疫组织化学染色评估损伤部位细胞凋亡、轴突再生和瘢痕形成情况。结果成功建立大鼠胸髓钳夹损伤模型。BBB运动学评分大鼠脊髓损伤后经FGL-NS材料治疗后,BBB评分随时间逐渐升高,自伤后第5周起,显著高于RADA-16治疗组,大鼠运动功能显著改善。免疫组织化学染色结果显示,损伤后第9周,FGL-NS治疗组脊髓损伤局部可见大量NF-200阳性的神经元细胞,数目显著高于RADA-16组,Caspase-3阳性的凋亡细胞显著少于RADA-16组,而且胶质瘢痕形成显著少于RADA-16组。结论功能化多肽自组装神经支架材料FGL-NS能促进脊髓损伤大鼠的运动功能恢复,能减少脊髓损伤部位细胞凋亡,促进神经元再生,并减少胶质瘢痕形成,可作为一种实用的神经组织工程支架材料。