合作文章（IF=13.6）| 神经损伤修复：“多效气体发射器”凝胶的妙用”

研究背景

周围神经损伤（PNI）包括对周围神经的形态学结构或生理功能的所有损伤。由于周围神经的结构和功能复杂，PNI往往导致预后不良和高致残率。药物递送移植物因其重建周围神经微环境的潜力而备受关注，但调节微环境的适当调控时间和阶段尚不清楚。按需准确给药是调节病理微环境的一大挑战。硫化氢（硫化氢）长期以来一直被认为是一种有毒气体。然而内源性硫化氢在神经调节中发挥重要作用，这为硫化氢作为一种容易与活性氧（ROS）和活性氮反应的高活性分子提供了新的认识。值得注意的是，H2S的生物效应与释放速率有关，快速释放和积累可能导致生理毒性。因此，硫化氢作为一种PNI微环境治疗药物的前提是：药物给药系统可以随着时间的推移实现按需释放。过氧硫代氨基甲酸酯（peroxyTCM）是一类可触发的碳基硫化物（COS）/H2S供体，可被细胞ROS激活。通过在受影响的区域加载过氧硫代氨基甲酸酯，可以创建一个功能系统，以有效地存储硫化氢和按需释放，用于创伤性PNI治疗。

2023年10月20日，武汉理工大学的戴红莲教授团队和武汉大学中南医院的喻爱喜教授团队合作在Science Advances上发表了“An injectable and adaptable hydrogen sulfide delivery system for modulating neuroregenerative microenvironment”一文（IF=13.6）。本研究提出了一种基于ROS触发的“多效信使”策略，在缺陷区按需进行硫化氢释放，用于创伤性PNI恢复。值得注意的是，硫化氢功能系统可以在病变区域自发形成并迅速降解。这表明，这一策略可能为修复更广泛的损伤提供新的思路，包括治疗复杂和难以修复的创伤性脊髓损伤。我司在本次研究中承担了转录组测序分析工作。

研究思路

图1. 研究思路

研究结论

本研究成功利用静电纺丝和注塑技术制备了一种智能多效信使仿生神经支架，集成聚酯酰胺、温敏水凝胶和H2S协同促进周围神经再生。作者构建了一个以病理环境标志物ROS作为触发源的响应性载药NPs系统，该系统允许在受损区域“自适应”释放H2S，避免血神经屏障可能阻断有效的药物摄取。这一策略有效地动态调节了受损周围神经的炎症、氧化应激、缺血和能量供应不足，从而保护受损神经并加速移植物再生微环境的重塑。此外，高度仿真的3D结构和化学信号提示促进神经元细胞的黏附、增殖和迁移，形成“细胞桥”，之后化学信号促进桥上的血管系统的极化，从而为SCs的迁移提供通道，并驱动轴突生长。移植物通过结合神经再生的时空变化、加速神经再生和功能恢复来引导再生轴突。该研究结果有助于探索聚酯酰胺材料和注射气体输送系统用于周围神经修复的可行性，为解决神经损伤微环境重建困难导致的再生延迟和再生缓慢的常见问题提供技术支持和理论依据。