能够募集内源性神经干/祖细胞 (NSPC) 的对齐纤维水凝胶在脊髓损伤 (SCI) 修复中显示出巨大的前景。然而，水凝胶在与横断的神经残端密切接触和利用病变微环境中的 NSPC 命运方面存在严重问题。最近，科研人员报告了胶原纤维蛋白 (Col-FB) 纤维水凝胶，具有可拉伸特性、粘附行为和基质细胞衍生因子-1α (SDF1α)/紫杉醇 (PTX) 时空传递能力。所得 Col-FB 纤维水凝胶的断裂伸长率 (230%) 长 1.98 倍，杨氏模量 (17.93 ± 1.16 KPa) 低 2.55 倍，粘合强度 (3.45 ± 0.48 KPa) 比胶原 (Col) 纤维水凝胶高 2.21 倍.软排列的纤维水凝胶模拟天然脊髓的定向微结构和软组织特征，并提供弹性和粘附性，以确保与宿主残端的持久紧密接触。大鼠完全横断 SCI 的修复表明，“中到双侧”SDF1α 梯度释放在 10 天内诱导内源性 NSPC 迁移至病变部位，SDF1α/PTX 顺序释放在 8 周内促进募集的 NSPC 的神经元分化，导致后肢运动恢复。所提出的策略被证明可有效利用内源性 NSPC，显着促进 SCI 修复。
图 1. 粘合、可拉伸和时空传递对齐 Col-FB 纤维水凝胶的示意图，以改善 SCI 大鼠的神经重新连接。
图 2. 对齐的 Col-FB 纤维水凝胶的构建和表征。
图 3. 与 SDF1α/PTX 时空释放相结合的对齐纤维水凝胶的构建和评估。
图 4. 功能化对齐的 Col-FB 纤维水凝胶诱导 NSPC 迁移和神经元分化。
图 5. 对齐的 Col-FB 纤维水凝胶加上 SDF1α/PTX 时空释放引导 NSPC 迁移和神经元分化。
图 6. SDF1α 梯度固定排列的 Col-FB 纤维水凝胶改善了体内 NSPC 的募集。
图 7. SDF1α/PTX 时空释放的 Col-FB 纤维水凝胶促进内源性 NSPC 的神经元分化和 SCI 大鼠的运动行为恢复。
相关论文以题为Adhesive, Stretchable, and Spatiotemporal Delivery Fibrous Hydrogels Harness Endogenous Neural Stem/Progenitor Cells for Spinal Cord Injury Repair发表在《ACS Nano》上。通讯作者是中国科学院遗传与发育生物学研究所赵燕南研究员/戴建武研究员,和东华大学李晓然教授。
参考文献：
doi.org/10.1021/acsnano.1c06892
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