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中枢神经系统损伤后的再生与修复一直是科学界悬而未决的难题，其损伤修复能力变弱主要是因为星形胶质细胞反应性增生形成的胶质瘢痕和生长抑制因子的作用，直至目前的研究仍未取得突破性的进展。随着科学技术的发展，利用生物组织工程的方法治疗中枢神经系统疾病已经成为最具开发潜力的方法之一。因此本文将丝素蛋白纳米纤维作为中枢神经系统终端分化细胞和神经干细胞的生长基质，研究丝素蛋白纳米纤维在神经修复上应用的可能性。
丝素因其具有优良生物相容性和适度降解速率等特性成为神经组织工程的理想材料。而改变家蚕丝素蛋白纳米纤维的物理性状(直径、走向等)对神经类细胞的生长发育的影响还有待于进一步研究，因此本实验研究了三种不同直径(400nm、800 nm、1200 nm)的家蚕丝素蛋白纳米纤维对神经类细胞生长发育的影响，以探索最适合神经类细胞生长的材料，为中枢神经损伤修复材料的选择提供借鉴和理论依据。
为了保证种子细胞的来源，本实验在体外建立了星形胶质细胞、神经元和神经干细胞体外培养体系，并对培养得到的细胞进行鉴定，实验结果表明：(1)通过混合培养传代的方法纯化得到了GFAP阳性的新生大鼠大脑皮层处的星形胶质细胞；(2)从脑室下区(SVZ)中分离得到的神经元生长到第4 d时有成熟神经元的特征，并且β-Ⅲ-tubulin呈阳性表达；(3)悬浮培养的脑室下区的细胞形成了形态规则的、细胞折光性强的、没有突起形成的神经球，经特异性抗原证明神经球内细胞具有神经干细胞的特性和多分化潜能性。
然后将体外培养的种子细胞接种在三种不同直径的家蚕丝素蛋白纳米纤维上，研究不同直径的家蚕丝素蛋白纳米纤维对神经类细胞生长发育的影响。实验结果表明：(1)星形胶质细胞在家蚕丝素蛋白纳米纤维上具有正常的粘附、发育和迁移等行为。400 nm的家蚕丝素蛋白纳米纤维相比1200 nm的家蚕丝素蛋白纳米纤维更能促进星形胶质细胞的增殖和铺展；三种直径的丝素蛋白纳米纤维对星形胶质细胞在纤维上的伸展长度和迁移效率没有显著影响。(2)家蚕丝素蛋白纳米纤维能支持原代培养的神经元生长，细胞的突起明显，且紧密的依附在丝素蛋白纳米纤维上。400 nm家蚕丝素蛋白纤维上神经元的分叉数目和长度比1200 nm家丝素蛋白纳米纤维上高，说明400 nm的家蚕丝素蛋白纳米纤维能促进神经元的生长发育。(3)但是由于神经元在体外不能增殖，存活到第5天时细胞的胞体出现萎缩现象，所以我们采用了将星形胶质细胞与神经元共培养的方法来提高神经元的存活率。共培养结果显示与神经元单独培养在家蚕丝素纳米纤维上相比，共培养组的神经元的存活力、突起数量以及长度均有明显提高。三种不同直径的家蚕丝素蛋白纳米纤维对细胞存活率没有显著差别，400 nm的家蚕丝素蛋白纳米纤维上的神经元在共培养第4 d、6 d时比1200 nm的复杂度高。(4)家蚕丝素蛋白纳米纤维能够维持神经干细胞的未分化特性，引导神经干细胞沿着丝素蛋白纳米纤维走向进行迁移以及支持神经于细胞向胶质细胞和神经元的分化。悬浮培养的神经球在400 nm的家蚕丝素蛋白纳米纤维上24 h和48 h时铺展的面积和最大迁移长度上明显优于1200 nm的家蚕丝素蛋白纳米纤维。
以上的研究证明了不同直径的家蚕丝素蛋白纳米纤维能影响星形胶质细胞、神经元以及神经干细胞的粘附、生长发育和分化，为下一步利用家蚕丝素蛋白纤维为支架，结合神经元、神经干细胞和星形胶质细胞移植治疗神经损伤提供理论依据。