引言
脊髓作为连接大脑与身体各部分的重要神经通道，一旦受损，其修复难度极大。脊髓损伤不仅直接破坏神经元的结构和功能，还会引发一系列复杂的继发性损伤，包括炎症反应、细胞凋亡、胶质瘢痕形成等，这些过程会进一步阻碍神经再生和功能恢复。目前，临床上对于脊髓损伤的治疗主要依赖于手术减压、药物治疗和康复训练等手段，但效果有限，难以完全恢复患者的功能。
过程
研究团队巧妙地利用了碳纳米管卓越的导电特性与高比表面积的优势，成功地将具有显著炎症调节功能的汉黄芩素负载其上，并创新性地与可见光交联的明胶水凝胶进行复合，从而开发出一种名为Gl-C/W的导电明胶水凝胶。该水凝胶能够在损伤部位迅速固化成型，其力学特性精准模拟了脊髓组织的自然属性，同时实现了汉黄芩素的缓释功能。通过扫描电子显微镜的精细观察，证实了Gl-C/W水凝胶内部形成了孔径介于40至120微米之间的微孔网络结构，这一特性为细胞提供了理想的粘附环境。尤为重要的是，随着碳纳米管与汉黄芩素复合物（C/W）的引入，明胶水凝胶的导电性能得到了显著提升，这一改进对于调控受损神经组织周围的导电微环境至关重要。
在体外实验中，当神经干细胞被种植于Gl-C/W水凝胶上培养后，Gl-C/W40组相较于其他对照组，显著促进了Tuj-1+神经元细胞的分化比例及其相关基因的表达，同时有效抑制了GFAP+胶质细胞的增殖及其基因表达水平。这一发现强有力地表明，该缓释汉黄芩素的导电明胶水凝胶不仅优化了神经干细胞的分化环境，还显著增强了其向神经元方向的分化能力，为神经修复与再生领域带来了全新的治疗策略与希望。
诱导损伤部位激活的内源性神经干细胞向损伤区域迁移并促使其向神经元方向分化，是当前脊髓损伤修复领域中极具潜力的治疗策略之一。通过脊髓全横断损伤大鼠模型的深入实验，研究团队观察到，在植入Gl-C/W40导电水凝胶后，脊髓损伤区域内神经干细胞标志物Nestin与神经元标志物Tuj-1的阳性细胞数量均呈现出显著的增长趋势，这一发现强有力地证明了Gl-C/W40水凝胶在促进内源性神经干细胞向损伤部位迁移及其向神经元分化的过程中的积极作用。此外，神经纤维标志物NF、少突胶质细胞特有的髓鞘碱性蛋白以及内皮细胞标志物RECA+的免疫荧光强度也均得到了明显增强，这些结果进一步揭示了Gl-C/W40水凝胶在促进神经纤维生长、髓鞘形成以及新生血管生成方面的显著效果。
图3脊髓损伤后8周，Gl-C/W移植可有效抑制炎症反应，促进运动功能恢复。(A) CD86免疫染色图像和(B) SCI区CD86+荧光强度定量分析。(C) CD206免疫染色图像和(D)脊髓样本的定量分析。n = 4，标尺= 1 mm，*p < 0.05，**p < 0.01，和****p < 0.0001，分别用粉色、红色、橙色和蓝色星号表示与SCI、Gl、Gl- c40、Gl-W40和Gl- c /W40组的比较。(E)大鼠脊髓组织苏木精-伊红(he)染色代表性图像，显示组织病理学改变。上:比例尺= 1 mm，中、下:放大图像，比例尺= 100 μm。(F)各组脊髓损伤大鼠后肢步态和(G)足印代表性图像。(H) SCI组、Gl组、Gl- c40组、Gl-W40组、Gl- c /W40组从手术至伤后8周的BBB评分。N = 8，*p < 0.05， ****p < 0.0001。(I)各组大鼠处理后斜面实验角度。N = 8，*p < 0.05， ***p < 0.001。粉色、红色和橙色星号分别表示与SCI、Gl和Gl- c40组的比较。
总结
本研究不仅为脊髓损伤修复治疗提供了一种创新的免疫治疗策略，即通过调节炎症微环境来促进神经保护，还融合了促进神经再生的前沿技术，实现了免疫调节与神经修复的双重功效。这一双管齐下的修复策略，为脊髓损伤患者带来了新的治疗希望，预示着脊髓损伤修复领域迈向了一个更加高效、全面的治疗新时代。
原文链接：
https://doi.org/10.1021/acsmaterialslett.4c00081
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