基于miR-216a-5p过表达间充质干细胞与温敏水凝胶联合移植促进脊髓损伤功能恢复的研究

本研究针对脊髓损伤(SCI)后神经修复难题，首都医科大学宣武医院疼痛科团队创新性地开发了搭载miR-216a-5p过表达间充质干细胞(MSCs)的温敏水凝胶递送系统。通过大鼠SCI模型验证，该联合疗法显著改善运动功能(BBB评分)和感觉功能(MWT/TWL)，并证实其通过靶向GPBP1调控炎症反应和细胞凋亡，为临床转化提供了新策略。

　　

脊髓损伤(SCI)是导致终身残疾的毁灭性神经系统疾病，每年全球约600万患者深受其害。尽管现代医学在急救护理方面取得进步，但如何促进神经再生仍是未解难题。损伤后的炎症风暴如同"二次伤害"，不仅加重组织损伤，更形成抑制再生的微环境。传统治疗犹如"隔靴搔痒"，难以突破这一瓶颈。

首都医科大学宣武医院疼痛管理科的研究人员独辟蹊径，将基因工程与生物材料技术巧妙结合。他们发现微小RNA miR-216a-5p在SCI后表达显著下降，而该分子可能成为调控神经修复的"分子开关"。团队创新性地设计出"三位一体"治疗策略：首先通过基因修饰使间充质干细胞(MSCs)过表达miR-216a-5p，再将其包裹在温度响应性水凝胶中，最终移植至损伤部位。这种设计既保护了干细胞的存活，又实现了miRNA的持续释放，相关成果发表在《European Journal of Medical Research》。

研究采用四大关键技术：1)从大鼠脐带分离鉴定具有多向分化潜能的MSCs；2)构建负载miR-216a-5p agomiR的温敏水凝胶系统，并表征其理化特性；3)建立大鼠T10段脊髓挫伤模型；4)通过BBB运动评分和MWT/TWL感觉测试评估功能恢复，结合FISH、Western blot等技术解析GPBP1靶向机制。

【Characterization and differentiation potential of rat umbilical cord-derived mesenchymal stem cells(UC-MSCs)】
研究团队首先从新生SD大鼠脐带分离出MSCs，流式细胞术证实其高表达CD73、CD90和CD105，而缺乏造血标志物CD14、CD34和CD45。三系分化实验显示，这些细胞可成功分化为成骨细胞（茜素红染色阳性）、脂肪细胞（油红O染色阳性）和软骨细胞（阿尔新蓝染色阳性），证实其干细胞特性。

【Establishment and characterization of the rat SCI model】
采用改良Allen重物坠落法建立T10段SCI模型。与假手术组相比，SCI组大鼠BBB评分显著降低（P<0.01），机械痛阈(MWT)和热痛阈(TWL)明显下降，伴随脊髓组织中TNF-α、IL-1β和IL-6等促炎因子mRNA水平升高4-12倍，成功模拟了人类SCI的病理特征。

【Characterization of the hydrogel-based delivery system for MSC-miR-216a-5p】
团队开发的温敏水凝胶在37℃下4-5分钟内完成溶胶-凝胶转变，扫描电镜显示其具有50-100μm的三维网状孔隙结构。流变学测试显示储能模量(G')在1000-10000Pa范围，显著高于损耗模量(G")，保证结构稳定性。温度扫描显示相变温度在30-32℃之间，适合体内应用。该水凝胶在PBS中溶胀率达350-450%，且温度敏感性良好。

【Gel/miR-216a-5p agomir improves functional recovery and reduces inflammation in SCI rats】
移植治疗后，miR-216a-5p组BBB评分显著优于SCI组和NC对照组（P<0.01）。MWT和TWL测试显示感觉功能明显改善。ELISA检测发现该组TNF-α、IL-1β和IL-6蛋白水平显著降低（P<0.001），证实其抗炎效果。

【Effect of gel/miR-216a-5p agomiR transplantation on neuronal apoptosis in SCI rats】
TUNEL染色显示miR-216a-5p组凋亡细胞数显著减少。Western blot分析显示该组cleaved caspase-3和Bax蛋白下调，而抗凋亡蛋白Bcl-2上调，揭示其神经保护机制。

【miR-216a-5p directly targets GPBP1 in neurons】
通过生物信息学分析和双荧光素酶报告基因实验，首次证实GPBP1是miR-216a-5p的直接靶标。SCI后GPBP1表达显著升高，而miR-216a-5p处理可逆转这一现象（P<0.01），阐明其分子作用机制。

这项研究突破性地将干细胞疗法与miRNA调控相结合，通过温敏水凝胶递送系统解决了两大临床难题：干细胞移植存活率低和miRNA递送效率差。发现miR-216a-5p/GPBP1轴是调控SCI后炎症和凋亡的关键通路，为开发精准治疗方案提供了新靶点。特别值得注意的是，该温敏水凝胶能在损伤部位形成"生态位"，不仅保护MSCs免受炎性环境攻击，还持续释放治疗性miRNA，这种"双管齐下"的策略展现出显著的协同效应。从转化医学角度看，该技术具有微创注射、可控释放等临床优势，为推进SCI治疗从实验室走向临床应用奠定了坚实基础。未来研究可进一步优化水凝胶的降解速率和miRNA负载量，并探索与其他神经营养因子的联合应用。