自组装免疫调节水凝胶SiCP@InjGel通过多组学解析促进肌肉再生的机制与临床转化

来自中国的研究团队针对严重容积性肌肉缺失(VML)这一临床难题，开发出基于壳聚糖(Chitosan)、葛根素(Puerarin)和介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)的可注射自组装水凝胶SiCP@InjGel。通过转录组学、蛋白质组学、质谱流式细胞术和单细胞RNA测序等多组学技术，揭示该材料通过调控Pdpn+巨噬细胞极化及MyoG+肌干细胞分化，重塑免疫微环境并促进肌生成，在小鼠、大鼠和猪等多物种模型中验证其显著修复效果，为肌肉再生提供了兼具微创性和转化潜力的治疗策略。

　　

这项突破性研究展示了一种革命性的自组装水凝胶系统——硅-壳聚糖-葛根素复合注射凝胶(SiCP@InjGel)，该材料巧妙融合了生物相容性聚合物壳聚糖(Chitosan)、中药活性成分葛根素(Puerarin)以及具有离子缓释功能的介孔二氧化硅纳米颗粒(MSNs)。当遭遇严重肌肉缺损时，这种智能材料能在损伤部位自发组装成三维支架，犹如构建"分子急救站"，通过双重机制发挥作用：葛根素精准调控NF-κB等炎症通路，将促炎的M1型巨噬细胞转化为修复型的M2亚型；同时MSNs持续释放的硅离子激活mTOR等肌生成相关通路，显著提升肌肉干细胞标志物MyoG⁺的表达水平。

研究团队采用前沿的多组学"解码器"——包括单细胞转录组测序(scRNA-seq)和质谱流式细胞术(CyTOF)，在单细胞分辨率下捕捉到Pdpn⁺巨噬细胞群体的特异性扩增，这类细胞被证实是协调免疫-肌细胞对话的关键"信使"。在猪等大动物模型中，受损肌肉经SiCP@InjGel治疗后不仅实现结构重建，更令人振奋的是收缩功能恢复至正常水平的85%以上，这种效果远超传统手术疗法。

该技术突破具有三重里程碑意义：首先，开创了"一针修复"的微创治疗新模式，避免复杂手术带来的二次损伤；其次，通过中药现代化策略将葛根素这一传统药物转化为精准免疫调节剂；更重要的是，研究建立的"材料-免疫-再生"多组学数据库，为其他组织再生研究提供了范式参考。正如研究者强调，这项成果完美呼应联合国可持续发展目标(SDG3)，为全球数千万肌肉损伤患者带来曙光。