负载紫杉醇的外泌体特异性结合胶原支架可促

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脊髓损伤通常会破坏大脑和周围神经之间的连接，导致感觉和运动功能的暂时或永久丧失。脊髓损伤后，引起一系列的连锁反应，包括细胞死亡、炎症、血管损伤、严重的氧化应激和病变区域胶质瘢痕形成，这使得临床治疗仍然是一个巨大的挑战。

一、内源神经干细胞

内源性神经干细胞（NSCs）是驻留在脊髓的多能细胞，中国科学院戴建武再生医学团队早期发现，内源性NSCs在脊髓损伤后会激活并迁移到损伤部位，自我更新并分化为神经元、少突胶质细胞或星形胶质细胞1。与移植的外源性NSCs相比，利用内源性NSCs修复脊髓损伤可降低致瘤性，减少免疫排斥反应。然而，脊髓损伤的恶劣微环境严重阻碍了它们的生存、增殖和神经元分化。因此如何招募和调节内源性NSCs，获取更多的神经元并随后与损伤两端形成连接是能否实现神经再生的至关重要的要求。基于组织工程技术，近年来出现了一种很有前景的方法，即用药物与合适的支架生物材料结合，介导内源性神经干细胞(NSCs)迁移至损伤部位，实现脊髓损伤原位修复。

二、外泌体

外泌体是一种直径为30-nm的细胞外囊泡，由于其纳米大小和内在的生物活性分子，外泌体被认为是优良的药物传递载体，生物形容性好。同时，所携带的蛋白质、miRNA或mRNA等多种成分使其具有介导细胞间通信和相互作用的独特性。研究表明，在脊髓损伤修复中，间充质干细胞(MSCs)来源的外泌体可减弱凋亡和炎症，促进血管生成，并抑制A1神经毒性反应性星形胶质细胞的激活。戴建武团队早期研究发现，抗癌药物紫杉醇（PTX）能够促进神经干细胞的分化为神经元2。如果利用外泌体担载紫杉醇，有望协同增强脊髓损伤的修复。但是如何实现外泌体在损伤部位的保留是一个关键问题。

三、支架材料

支架材料作为支撑基质、细胞保留和药物传递平台是组织工程中不可缺少的材料。胶原蛋白作为细胞外基质的主要成分，在促进细胞粘附和生长方面优于其他材料。因此，胶原蛋白被制成了不同形状的材料用于脊髓损伤治疗，如水凝胶、纤维、海绵、和微球。然而，将外泌体连接在胶原支架上具有挑战性。化学偶联可以实现外泌体与支架的长期结合，但可能破坏外泌体膜和胶原蛋白。因此，必须开发一种温和的栓系方法，在不损害胶原蛋白支架完整性和外泌体功能的情况下实现二者的有效连接。

针对以上需求，中科院戴建武再生医学研究团队近期设计研发了一种新型功能胶原生物支架，可特异结合负载有紫杉醇的外泌体囊泡，促进脊髓损伤的再生修复。研究人员设计了一种新型生物特异性肽(BSP)，含有14种氨基酸(TKKTLRTAHLHNRS)。N端七肽(TKKTLRT)能与I型胶原结合，另一端的片段(AHLHNRS)是一个外泌体结合序列，可以实现胶原蛋白支架和外泌体的特异性结合。然后，利用BSP将线性有序的胶原支架(LOCS)、间充质干细胞外泌体(MExos)和紫杉醇(PTX)构建成用于修复完全横断脊髓损伤大鼠的多功能胶原支架(LOCS-BSP-MExos-PTX,LBMP)。图多功能胶原蛋白支架(LBMP)的构建

研究人员通过共聚焦和SEM评价BSP的特异性结合能力，发现利用它可以很好的实现胶原支架和外泌体的特异性结合，同时也没有对支架的机械性能产生显著性影响。另外，通过transwell和免疫荧光技术，还发现MExos可以促进NSCs在体外和体内的迁移，这有利于将内源性NSCs招募到脊髓损伤区。

图体外/体内实验均表明MExos促进NSCs的迁移

综上，利用MExos促进内源性NSCs的迁移，LOCS保留NSCs,PTX引导NSCs向更多的神经元分化，由此产生的LBMP在脊髓损伤修复中有可能表现出更好的促进神经再生的性能。

进一步地，团队对大鼠脊髓T8-T9进行横断，制作脊髓损伤模型，损伤后立即将新的功能支架(LBMP)移植到损伤部位，通过HE、免疫组织化学染色、BBB评分等方法综合评价LBMP对脊髓损伤的修复效果。研究结果表明，LBMP可以促进神经再生，减少瘢痕形成，促进大鼠的运动功能恢复。

该研究结果已于近日在线发表在AdvancedHealthcareMaterials期刊。本研究所研发的新功能胶原支架有望成为治疗脊髓损伤的新手段，同时由于不同外泌体在多种损伤中不同功能以及BSP的特异性结合能力，可以构建多种不同功能的胶原材料，有望拓展不同疾病治疗。

参考文献：

1.FanC.,etal.ActaBiomaterialia.,51:-.

2.LiX.,etal.Biomaterials.,:-.

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编辑：李佳音

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