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  脊髓損傷極易造成損傷節段以下嚴重的神經功能障礙，具有致殘率高和恢復難的特點，目前臨床療效有限，已成為世界性醫學難題。脊髓損傷觸發“炎癥風暴”，導致瘢痕組織包裹的囊性空洞，嚴重阻礙軸突再生。近年研究發現生物材料在脊髓損傷修復中扮演著非常重要的角色，能夠重建損傷部位微環境，促進軸突再生和功能恢復，為脊髓損傷修復帶來新的希望。但是目前報道的生物材料支架往往與脊髓組織適配性不佳，導致修復效果欠佳。

  針對該關鍵難題，中山大學附屬第三醫院脊柱外科戎利民教授/何留民研究員團隊近期開發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境穩態、支持神經再生、促進功能恢復。

圖1 F-SAP緩釋ISP/ILP調控脊髓損傷后微環境促進神經再生示意圖

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

  自組裝多肽大多通過非共價鍵作用形成水凝膠，力學強度和穩定性較弱，不利于神經再生。為提高自組裝多肽RADA16-X水凝膠力學性能，該團隊利用RADA16-IKVAV（F-SAP）與絲素蛋白（SF）構建復合水凝膠。與簡單復合不同，SF納米囊泡在靜電吸引和滲透壓差作用下向F-SAP納米纖維網絡遷移，發生構象變化再組裝成納米纖維，形成具有雙網絡的F-SAP/SF雜化水凝膠。控制F-SAP與SF作用時間可調控雜化水凝膠力學強度和活性因子釋放速率。

  大鼠脊髓全橫斷損傷后，F-SAP/SF水凝膠聯合NT-3能夠較好地填充損處區域，調控巨噬細胞/小膠質細胞向抗炎型極化并分泌抗炎因子，改善病灶炎癥微環境。術后8周皮質脊髓束神經纖維穿越損傷區域生長，再生神經包括了運動相關的5-羥色胺（5-HT）神經纖維以及與感覺相關的降鈣素基因相關肽（CGRP）神經纖維。同時，再生神經軸突外包裹髓鞘。電生理檢測和后肢運動功能評分顯示F-SAP/SF顯著促進功能恢復。

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

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

  生物材料在體內處于動態力學微環境，其結構完整性以及與脊髓組織的融合極易受到損害，不利于神經再生。針對這個瓶頸性難題，該團隊構建了基于自組裝多肽的多功能水凝膠。

圖 FC/FI可注射自修復水凝膠緩釋姜黃素修復脊髓損傷示意圖

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

 圖 CD/HRI-NT3可注射、自修復和粘附性能水凝膠修復脊髓損傷示意圖

  CD/HRI-NT3溶液注射至大鼠脊髓全橫斷損傷處后形成水凝膠，與宿主脊髓粘結并能夠保持結構完整。術后2周，炎癥細胞非特異浸潤被抑制，向抗炎表型極化，微環境免疫穩態獲得恢復。CD/HRI-NT3水凝膠促進感覺軸突和運動軸突再生，且再生神經元與表達興奮性遞質標志物泡狀谷氨酸轉運體（Glut）和抑制性遞質標志物泡狀GABA（v-氨基丁酸）轉運體（VGAT）的末端密切相關。此外，CD/HRI-NT3水凝膠對脊髓損傷大鼠泌尿系統具有保護作用，能有效修復膀胱損傷。研究結果凸顯新型復合水凝膠在脊髓損傷再生修復中的巨大潛力，未來有望進一步應用于臨床研究。

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

  中山大學附屬第三醫院脊柱外科戎利民教授/何留民研究員團隊的系列研究顯示，功能多肽基納米纖維水凝膠具有促進神經再生的巨大潛力，修復脊髓損傷的同時，也可應用于其他類型的組織再生，助力更多疾病的治療發展。