編輯丨王多魚(yú)

排版丨水成文

卒中（俗稱(chēng)中風(fēng)）是全球死亡和致殘的主要原因之一，其中缺血性卒中占比高達(dá) 87%。在缺血性卒中治療中，干細(xì)胞療法因其在卒中后促進(jìn)神經(jīng)恢復(fù)的潛力以及治療時(shí)間窗口限制少等優(yōu)點(diǎn)備受關(guān)注。

已有臨床前研究表明，神經(jīng)祖細(xì)胞（NPC）移植后可以通過(guò)分化替代損傷細(xì)胞、分泌保護(hù)因子等來(lái)促進(jìn)神經(jīng)功能恢復(fù)。然而，NPC 移植后的在體內(nèi)的存活和整合仍在存在很大的問(wèn)題。為了解決這些挑戰(zhàn)，結(jié)合生物材料的局部遞送策略成為了一種潛在的解決方案。其中，可注射微凝膠支架已被證明有利于細(xì)胞浸潤(rùn)和組織重塑，并促進(jìn)血管生成。然而，傳統(tǒng)微凝膠缺乏足夠的內(nèi)部空間來(lái)支持細(xì)胞的存活和增殖，導(dǎo)致細(xì)胞負(fù)載率低，限制了長(zhǎng)期修復(fù)效果。因此，開(kāi)發(fā)具備優(yōu)化細(xì)胞負(fù)載與存活能力的新型微凝膠支架對(duì)于推動(dòng)干細(xì)胞療法具有重要意義。

近日，同濟(jì)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院高紹榮院士團(tuán)隊(duì)王冕研究員與上海交通大學(xué)李婉露教授團(tuán)隊(duì)合作，在Nature Communications期刊發(fā)表了題為：Injectable Micropore-forming Microgel Scaffold for Neural Progenitor Cells Transplantation and Vascularization after Stroke 的研究論文。

該研究開(kāi)發(fā)了一種相分離微孔微凝膠（PSMM）-基質(zhì)復(fù)合支架，可用于高效遞送神經(jīng)祖細(xì)胞（NPC），能夠通過(guò)促進(jìn)血管生成和細(xì)胞存活，顯著改善卒中大鼠的神經(jīng)功能恢復(fù)。

研究團(tuán)隊(duì)首先使用雙水相體系（海藻酸鈉/聚乙烯醇）結(jié)合氣體剪切微流控的方式，高通量制備了大小可控且具有微米級(jí)孔隙的微凝膠。實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，相較于納米級(jí)孔隙微凝膠，微米級(jí)孔隙 PSMM 能顯著提升 NPC 的密度、分布均勻性及活性，從而提高細(xì)胞負(fù)載能力。

圖1. PSMM促進(jìn)NPC的體外長(zhǎng)期存活

為了提高微凝膠的可注射性和與受損部位的整合能力，研究團(tuán)隊(duì)在微凝膠支架內(nèi)引入了Matrigel/Collagen I (M/C) 作為基質(zhì)。M/C 的引入不僅提升了可注射性，保證了細(xì)胞在注射過(guò)程中的活性，還顯著增強(qiáng)了支架的促血管生成作用。HUVEC/MSC 體外共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)表明，PSMM 支架的血管長(zhǎng)度為 MM 組的 1.48 倍，顯示出更優(yōu)越的血管化效果。同時(shí) HUEVC 和 HEF 的混合培養(yǎng)也證明了兩種微凝膠組的血管化面積都顯著增加，但 PSMM 支架顯示出更優(yōu)的血管化效果。結(jié)合微凝膠支架孔隙統(tǒng)計(jì)結(jié)果（PSMM組微小孔隙占比明顯高于MM組），推測(cè)可能是由于 PSMM 組內(nèi)部微孔隙的存在為血管的形成和遷移提供了更多的空間。

圖2. PSMM支架促進(jìn)體外血管化

最后，在缺血性卒中大鼠模型中，負(fù)載 NPC 的PSMM-基質(zhì)復(fù)合支架，顯著提升了移植細(xì)胞的存活、增殖和神經(jīng)元分化，促進(jìn)了卒中核心區(qū)血管新生，減少了膠質(zhì)瘢痕形成，并在 28 天后明顯改善了神經(jīng)功能恢復(fù)。

圖3. 負(fù)載 NPC 的 PSMM-基質(zhì)復(fù)合支架促進(jìn)大鼠卒中后損傷修復(fù)

綜上，該研究開(kāi)發(fā)的PSMM-基質(zhì)復(fù)合支架是一種極具潛力的干細(xì)胞封裝平臺(tái)，兼具高通量、高生物相容性和可注射性。其微孔結(jié)構(gòu)與間質(zhì)基質(zhì)顯著提升 NPC 的遞送效率以及移植后的存活，并促進(jìn)神經(jīng)-血管重建。該成果為卒中治療中的干細(xì)胞遞送難題提供了新的解決思路，也為神經(jīng)退行性疾病的創(chuàng)新療法奠定了堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。

通訊作者簡(jiǎn)介：

高紹榮，中國(guó)科學(xué)院院士，教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授、國(guó)家杰出青年科學(xué)基金獲得者、中組部“萬(wàn)人計(jì)劃”領(lǐng)軍人才，同濟(jì)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院院長(zhǎng)、教育部“細(xì)胞干性與命運(yùn)編輯”前沿科學(xué)中心主任，聚焦于胚胎發(fā)育與細(xì)胞重編程的表觀調(diào)控機(jī)制的世界前沿研究。

王冕，同濟(jì)大學(xué)生命科學(xué)與技術(shù)學(xué)院特聘研究員，博士生導(dǎo)師，獲的上海市海外高層次人才計(jì)劃、浦江人才等人才計(jì)劃，主持多項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金，科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題等項(xiàng)目。主要從事 3D 生物打印與器官構(gòu)建，母胎界面的體外模型，干細(xì)胞遞送等研究，課題組現(xiàn)誠(chéng)聘2-3名博士后，歡迎具備干細(xì)胞、類(lèi)器官或生物信息學(xué)研究背景的優(yōu)秀博士加入，聯(lián)系方式：mianwang@#edu.cn。

李婉露，上海交通大生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院，長(zhǎng)聘教軌助理教授，博士生導(dǎo)師。上海市領(lǐng)軍人才。主持國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目，上海市“科技創(chuàng)新行動(dòng)計(jì)劃”啟明星項(xiàng)目（揚(yáng)帆專(zhuān)項(xiàng)）等。主要研究方向?yàn)槔?3D 生物打印、器官芯片等，建立腦血管疾病模型及組織工程修復(fù)研究等。

論文鏈接：

https://www.nature.com/articles/s41467-025-64240-1