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  脊髓損傷極易造成損傷節(jié)段以下嚴(yán)重的神經(jīng)功能障礙，具有致殘率高和恢復(fù)難的特點(diǎn)，目前臨床療效有限，已成為世界性醫(yī)學(xué)難題。脊髓損傷觸發(fā)“炎癥風(fēng)暴”，導(dǎo)致瘢痕組織包裹的囊性空洞，嚴(yán)重阻礙軸突再生。近年研究發(fā)現(xiàn)生物材料在脊髓損傷修復(fù)中扮演著非常重要的角色，能夠重建損傷部位微環(huán)境，促進(jìn)軸突再生和功能恢復(fù)，為脊髓損傷修復(fù)帶來新的希望。但是目前報(bào)道的生物材料支架往往與脊髓組織適配性不佳，導(dǎo)致修復(fù)效果欠佳。

  針對(duì)該關(guān)鍵難題，中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院脊柱外科戎利民教授/何留民研究員團(tuán)隊(duì)近期開發(fā)了一系列基于自組裝多肽RADA16-X（X為功能氨基酸序列如IKVAV、RGD和YIGSR等）的生物適配性多功能水凝膠，在脊髓損傷部位重塑微環(huán)境穩(wěn)態(tài)、支持神經(jīng)再生、促進(jìn)功能恢復(fù)。

圖1 F-SAP緩釋ISP/ILP調(diào)控脊髓損傷后微環(huán)境促進(jìn)神經(jīng)再生示意圖

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/smll.202205012

  自組裝多肽大多通過非共價(jià)鍵作用形成水凝膠，力學(xué)強(qiáng)度和穩(wěn)定性較弱，不利于神經(jīng)再生。為提高自組裝多肽RADA16-X水凝膠力學(xué)性能，該團(tuán)隊(duì)利用RADA16-IKVAV（F-SAP）與絲素蛋白（SF）構(gòu)建復(fù)合水凝膠。與簡(jiǎn)單復(fù)合不同，SF納米囊泡在靜電吸引和滲透壓差作用下向F-SAP納米纖維網(wǎng)絡(luò)遷移，發(fā)生構(gòu)象變化再組裝成納米纖維，形成具有雙網(wǎng)絡(luò)的F-SAP/SF雜化水凝膠。控制F-SAP與SF作用時(shí)間可調(diào)控雜化水凝膠力學(xué)強(qiáng)度和活性因子釋放速率。

  大鼠脊髓全橫斷損傷后，F-SAP/SF水凝膠聯(lián)合NT-3能夠較好地填充損處區(qū)域，調(diào)控巨噬細(xì)胞/小膠質(zhì)細(xì)胞向抗炎型極化并分泌抗炎因子，改善病灶炎癥微環(huán)境。術(shù)后8周皮質(zhì)脊髓束神經(jīng)纖維穿越損傷區(qū)域生長(zhǎng)，再生神經(jīng)包括了運(yùn)動(dòng)相關(guān)的5-羥色胺（5-HT）神經(jīng)纖維以及與感覺相關(guān)的降鈣素基因相關(guān)肽（CGRP）神經(jīng)纖維。同時(shí)，再生神經(jīng)軸突外包裹髓鞘。電生理檢測(cè)和后肢運(yùn)動(dòng)功能評(píng)分顯示F-SAP/SF顯著促進(jìn)功能恢復(fù)。

圖 功能性自組裝短肽（F-SAP）與絲素蛋白（SF）協(xié)同組裝構(gòu)建復(fù)合納米纖維水凝膠

  原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adg0234

  生物材料在體內(nèi)處于動(dòng)態(tài)力學(xué)微環(huán)境，其結(jié)構(gòu)完整性以及與脊髓組織的融合極易受到損害，不利于神經(jīng)再生。針對(duì)這個(gè)瓶頸性難題，該團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了基于自組裝多肽的多功能水凝膠。

圖 FC/FI可注射自修復(fù)水凝膠緩釋姜黃素修復(fù)脊髓損傷示意圖

  原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2021.05.022

 圖 CD/HRI-NT3可注射、自修復(fù)和粘附性能水凝膠修復(fù)脊髓損傷示意圖

  CD/HRI-NT3溶液注射至大鼠脊髓全橫斷損傷處后形成水凝膠，與宿主脊髓粘結(jié)并能夠保持結(jié)構(gòu)完整。術(shù)后2周，炎癥細(xì)胞非特異浸潤(rùn)被抑制，向抗炎表型極化，微環(huán)境免疫穩(wěn)態(tài)獲得恢復(fù)。CD/HRI-NT3水凝膠促進(jìn)感覺軸突和運(yùn)動(dòng)軸突再生，且再生神經(jīng)元與表達(dá)興奮性遞質(zhì)標(biāo)志物泡狀谷氨酸轉(zhuǎn)運(yùn)體（Glut）和抑制性遞質(zhì)標(biāo)志物泡狀GABA（v-氨基丁酸）轉(zhuǎn)運(yùn)體（VGAT）的末端密切相關(guān)。此外，CD/HRI-NT3水凝膠對(duì)脊髓損傷大鼠泌尿系統(tǒng)具有保護(hù)作用，能有效修復(fù)膀胱損傷。研究結(jié)果凸顯新型復(fù)合水凝膠在脊髓損傷再生修復(fù)中的巨大潛力，未來有望進(jìn)一步應(yīng)用于臨床研究。

  原文鏈接：https://doi.org/10.1002/adma.202304896

  中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院脊柱外科戎利民教授/何留民研究員團(tuán)隊(duì)的系列研究顯示，功能多肽基納米纖維水凝膠具有促進(jìn)神經(jīng)再生的巨大潛力，修復(fù)脊髓損傷的同時(shí)，也可應(yīng)用于其他類型的組織再生，助力更多疾病的治療發(fā)展。