双层PSM/Gel-SC(IL-4)神经导管通过巨噬细胞触发级联反应调控微环境促进周围神经再生

针对长距离周围神经缺损(PNI)修复中微环境失衡难题，研究人员设计了一种双层PSM/Gel-SC(IL-4)神经导管，外层为PEGDA/SAMA光交联水凝胶，内层封装IL-4过表达雪旺细胞(SCs)。该导管通过JAK1/STAT6通路诱导促修复型巨噬细胞极化，触发内皮细胞和雪旺细胞的级联激活，显著促进12mm大鼠坐骨神经缺损模型的功能恢复和神经再生，为神经组织工程提供了新型免疫调控策略。

　　

周围神经损伤（PNI）是临床常见的严重创伤，可导致患者运动或感觉功能障碍，严重影响生活质量。目前，自体神经移植虽是治疗的金标准，但存在供体有限、二次损伤等缺陷。神经导管（NGC）作为替代方案，因缺乏适宜的再生微环境，尤其对长距离神经缺损的修复效果仍不理想。神经再生涉及炎症期、增殖期和再生期的序贯激活，其中巨噬细胞作为关键免疫效应细胞，其极化状态直接影响微环境平衡。促炎型巨噬细胞分泌TNF-α、IL-1β等加剧炎症，而促修复型巨噬细胞通过IL-10、VEGF等促进组织修复。如何通过生物材料精准调控巨噬细胞极化，成为突破长距离神经再生瓶颈的新思路。

为解决这一难题，武汉大学的研究团队在《Bioactive Materials》发表研究，构建了一种双层PSM/Gel-SC(IL-4)神经导管。该导管外层由聚乙二醇二丙烯酸酯（PEGDA）和甲基丙烯酸酯化海藻酸钠（SAMA）光交联形成，内层为甲基丙烯酸酯化明胶（GelMA）封装IL-4过表达雪旺细胞。研究通过核磁共振（¹H NMR）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）表征材料特性，采用扫描电镜（SEM）观察微观结构，并通过压缩/拉伸测试评估力学性能。体外实验采用流式细胞术和ELISA检测巨噬细胞表型及细胞因子分泌，Transwell和小室迁移实验分析细胞迁移能力，转录组测序揭示雪旺细胞重编程机制。体内实验建立12mm大鼠坐骨神经缺损模型，通过电生理检测、步态分析和组织学评估再生效果。

3.1 PSM导管的制备与表征
通过调控SAMA比例（1%-3%）制备的PSM-n导管具有三维多孔结构，其中PSM-3表现出最优的压缩强度（697.32 kPa）和降解性能（12周剩余60.62%）。CCK-8和活死染色证实其良好的细胞相容性，溶血率<5%满足血液接触要求。

3.2 IL-4过表达雪旺细胞的构建
慢病毒转染使雪旺细胞IL-4分泌量达5328.30 pg/mL，显著高于对照组。LC-MS/MS鉴定到6条IL-4特征肽段，GFP追踪显示移植细胞在体内存活≥4周。

3.3 体外诱导巨噬细胞极化
PSM/Gel-SC(IL-4)组使RAW264.7细胞CD206⁺比例提升至40.21%，同时下调TNF-α、IL-6等促炎因子。qPCR显示IL-4R/JAK1/STAT6通路激活，促修复标志物Arg-1表达上调3.1倍。

3.4-3.5 巨噬细胞触发级联反应
条件培养基处理使内皮细胞（HUVEC）管形成增加2.3倍，雪旺细胞（RSC96）分支长度提升158%。RNA-seq分析发现PI3K-Akt和MAPK通路激活，促髓鞘基因Krox20表达量达对照组的4.7倍。

3.7-3.9 体内神经再生评估
术后12周，PSM/Gel-SC(IL-4)组运动传导速度（33.99 m/s）接近自体移植组（42.51 m/s），髓鞘密度（12.53×10³/mm²）显著高于空白导管组。免疫荧光显示CD206⁺巨噬细胞在1周时占比27.02%，4周时新生血管密度增加89%。

该研究创新性地提出"免疫调控-微环境重塑-神经再生"的级联修复机制：① 导管持续释放IL-4通过JAK/STAT6通路诱导巨噬细胞M2型极化；② 极化巨噬细胞分泌VEGF等因子促进血管新生，为雪旺细胞迁移搭建"桥梁"；③ 激活的雪旺细胞通过BDNF/GDNF等神经营养因子支持轴突再生。这种细胞封装技术克服了传统细胞因子递送系统的爆发释放缺陷，同时整合了雪旺细胞的天然修复功能。研究为长距离神经缺损治疗提供了兼具结构支撑和免疫调控功能的智能材料，其揭示的巨噬细胞-内皮细胞-雪旺细胞互作机制，为神经再生医学研究开辟了新视角。未来需在大型动物模型中进一步验证安全性和长效性，推动临床转化应用。