基于透明质酸的多功能可注射生物材料：靶向TGF-β/RGMa双通路促进脊髓损伤修复的纳米载体研究

本研究针对脊髓损伤(SCI)微环境中多重病理机制协同作用的难题，开发了一种以透明质酸(HA)为载体的多功能纳米递送系统PluHA。通过共价结合TGF-β信号抑制剂sb431542和排斥导向分子A(RGMa)拮抗肽，结合温敏性泊洛沙姆407(p407)水凝胶，构建了可注射的"分子工具箱"。实验证实该体系能同步抑制胶质瘢痕形成并促进轴突再生，在颈段半切SCI模型中显著提高宿主轴突和星形胶质细胞的浸润，8周后红核脊髓束和网状运动束的示踪显示神经连接性改善。这种整合多靶点治疗的HA纳米载体为中枢神经系统损伤修复提供了创新策略。

　　

脊髓损伤修复领域长期面临微环境复杂的挑战，胶质瘢痕形成、抑制性分子表达和炎症反应等多重机制共同阻碍神经再生。传统单靶点治疗策略往往收效有限，如何协同调控这些病理过程成为关键科学问题。更棘手的是，现有递送系统难以实现多药联用的时空精准控制。针对这些瓶颈，Drexel University的研究团队创新性地利用透明质酸(HA)的多功能特性，开发出可同时搭载不同作用机制药物的"分子工具箱"，相关成果发表在《Biomaterials》上。

研究采用羧基二亚胺化学结合光交联技术，将TGF-β信号通路抑制剂sb431542与RGMa拮抗肽共价修饰到降冰片烯化HA(NorHA)上，再与温敏性p407水凝胶复合形成PluHA系统。通过FTIR和UV-VIS验证载药结构，流变测试表征机械性能，SEM观察微观形貌，并建立微流体芯片评估抗纤维化效果。动物实验采用雌性SD大鼠C4/5半切模型，通过免疫组化分析细胞浸润情况，结合BDA和GFP示踪评估神经通路重建。

多功能HA纳米载体系统设计方面，研究证实通过EDC/NHS活化可实现sb431542与HA的稳定结合，光引发剂LAP介导的硫醚键形成使RGMa拮抗肽(GCGGGRQVGRYLTFA)负载率达1.5 mM。UV-VIS光谱显示复合载体同时保留小分子(329 nm)、抗体(280/590/640 nm)和肽段(250/280 nm)特征峰。水凝胶特性研究发现20 wt% p407的PluHA在37°C下15分钟内储能模量达7.5 kPa，SEM显示载药后孔径减小但保持贯通性，其中sb431542组形成独特的包覆胶束结构。体外释放实验表明20 wt%组24小时释放50%载荷，微流体模型中αSMA阳性细胞减少63.8%，证实抗纤维化效果。

在脊髓损伤模型中，PluHA-RGMa-sb431542组2周时损伤区GFAP⁺
星形胶质细胞和Tuj1⁺
轴突数量较对照组增加3-5倍，Iba1⁺
小胶质细胞浸润提高2.1倍。8周长期实验显示治疗组损伤腔几乎消失，RECA⁺
血管面积增加4.3倍，5-HT⁺
神经纤维贯穿损伤区。轴突示踪证实红核脊髓束(GFP⁺
)和网状运动束(BDA⁺
)跨越损伤部位，而空白对照组未见神经连接。值得注意的是，含IgG的对照组ED-1⁺
巨噬细胞数量异常升高，提示免疫原性需优化。

讨论部分指出，该研究首次实现通过单一HA载体同步调控TGF-β/Smad2和RGMa/Neogenin-1两条关键通路。sb431542抑制Smad2核转位从而减少CSPGs沉积，而RGMa拮抗肽阻断生长锥崩溃信号，这种时空协同作用突破了传统疗法的局限性。但研究者也指出，快速释放动力学(24小时释放50%)与慢性病理进程的匹配度、抗体引发的免疫反应等问题仍需优化。未来可扩展载药组合如加入BDNF等神经营养因子，或通过调控p407浓度实现时序控释。

这项研究的意义在于：①创建了模块化HA纳米载体平台，支持小分子/肽段/抗体的灵活组合；②验证了双通路协同治疗脊髓损伤的科学假设；③为复杂病理环境的组合疗法提供了可推广的技术路线。该成果不仅为中枢神经修复带来新希望，其"分子工具箱"设计理念对肿瘤、心血管等需多靶点干预的疾病治疗也具有启发价值。