严重脊髓损伤后的再生不能在哺乳动物中自然发生。将干细胞移植到损伤部位是一种很有前途的方法，但它面临许多挑战，因为它严重依赖于损伤部位和递送材料提供的微环境。尽管已经广泛探索了递送材料的机械性能、生物相容性和生物降解性，但很少认识到它们的渗透性。最近，清华大学刘冬生教授,亚利桑那州立大学颜颢教授,首都医科大学桂松柏主任医师/教授团队合作共同设计了一种具有极高渗透性的DNA水凝胶，以修复Sprague-Dawley大鼠的2毫米脊髓间隙。大鼠通过可检测的运动诱发电位恢复基本的后肢功能，并通过植入和内源性干细胞的增殖和分化形成新生神经网络。病变区域的信号平均由15个新形成的突触传递。这种水凝胶系统在临床试验中具有巨大的潜力。此外，它应该很容易适应其他组织再生应用。相关论文以题为HighlyPermeableDNASupramolecularHydrogelPromotesNeurogenesisandFunctionalRecoveryafterCompletelyTransectedSpinalCordInjury发表在《AdvancedMaterials》上。图1由损伤部位的DNA超分子水凝胶支持的新生神经网络形成。高渗透性超分子DNA水凝胶携带同源神经干细胞，用于修复大鼠2毫米长的脊髓间隙。新生神经网络是通过植入和内源性干细胞的增殖和分化在病变部位形成的。病变区域的信号由新形成的突触传递。图2体内功能恢复研究。A)手术后每周四组的开放场运动-BBB后肢评分。B)手术后8周，正常SD大鼠和三个实验组的代表性运动诱发电位(MEP)痕迹。C)术后8周所有实验组的中枢神经系统标本。图3接受携带NSC的DNA水凝胶的NM组中NSC的存活、迁移和增殖。图4接受携带NSC的DNA水凝胶的NM组中的新生神经元、轴突和突触。图5髓鞘再生。A-D)NM、M、N和SCI组病变部位中间半薄切片的阴性染色，移植后8周。E)移植后8周脊髓的矢状切面概览（MBP/GFP/DAPI免疫标记）。F)病变部位的有髓轴突(GFP/MBP/NF免疫标记)。比例尺：20μm。G-I)移植后8周NM组病变部位中间的再生髓鞘、突触和血管的TEM图像。J)移植后8周SCI组病变部位胶质瘢痕形成的TEM图像。比例尺：5μm。图6修复脊髓的神经转导机制。A)中枢神经系统样本中使用顺行追踪的采样点图像。受伤后8周将BDA注射到双侧运动皮层。B1)BDA免疫染色脑干横切面概览，NM组（接受携带NSC的DNA水凝胶），注射后2周。比例尺：μm。B11）来自（B1）的放大图像。比例尺：μm。B2)注射后2周，NM组脊髓的BDA免疫染色矢状切面概览。比例尺：μm。B21–B25）（B2）中不同部位的放大图像。比例尺：50μm。B3)BDA免疫染色的尾部宿主脊髓横切面概览，NM组，注射后2周。比例尺：μm。图7仅损伤(SCI)组和NM组（接受携带NSC的DNA水凝胶）修复脊髓组织微环境中mRNA水平随时间的变化。A)神经营养因子和B)炎性细胞因子。这种设计合理的超分子DNA水凝胶具有高分子渗透性，可有效携带同源神经干细胞修复SD大鼠2mm长的脊髓缺损。在8周内，基本后肢功能恢复，可检测到MEP信号。通过植入干细胞和内源性干细胞的增殖和分化，在病变部位形成新生神经网络。这个新生的网络通过新形成的突触支持病变区域的信号传递。该系统的分子、细胞学和组织生理学分析表明，这种超分子DNA水凝胶满足了理想的NSC移植材料的大部分要求，包括良好的渗透性、自愈能力和适当的机械支撑。水凝胶的DNA网络从一开始就为NSC提供了合适的生存环境。团队发现DNA水凝胶通过使植入和募集的神经干细胞充分迁移、增殖和分化，促进了连续再生神经网络的形成。这项工作提出了一种治疗脊髓损伤的新颖有效的策略。此外，团队预计这一策略将促进广泛的其他组织的原位修复。参考文献：doi.org/10.2/adma.投稿模板：《PNAS》西交卢同庆、哈佛锁志刚院士：用于伤口闭合的水凝胶-网状复合材料《AFM》陕西科大陈咏梅团队：仿生葡萄糖触发胰岛素释放的双齿β-环糊精水凝胶体系版权声明：「水凝胶」旨在分享学习交流高分子聚合物胶体学等领域的研究进展。编辑水平有限，上述仅代表个人观点。投稿，荐稿或合作请后台联系编辑。感谢各位
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