《Colloids and Surfaces B: Biointerfaces》：Dual-Engineered imDC-Exosome-IKVAV Nanovesicles Spatiotemporally Remodel the Neuro-Immune Microenvironment for Spinal Cord Repair
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Zhang Huakun|Wang Hao|Yan Rongyao•脊髓损伤的修复仍受到持续炎症和神经再生不足的制约。•imDC-Exo-IKVAV纳米囊泡在体外表现出免疫调节和神经再生作用。•imDC-Exo-IKVAV纳米囊泡能够逐步重塑神经免疫微环境，从而促进体内脊髓损伤的
Zhang Huakun|Wang Hao|Yan Rongyao
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脊髓损伤的修复仍受到持续炎症和神经再生不足的制约。
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imDC-Exo-IKVAV纳米囊泡在体外表现出免疫调节和神经再生作用。
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imDC-Exo-IKVAV纳米囊泡能够逐步重塑神经免疫微环境，从而促进体内脊髓损伤的修复。
引言
脊髓损伤是一种严重的神经系统疾病，通常会导致损伤部位以下的感官和运动功能永久性受损[1]。在最初的机械性创伤之后，一系列继发性病理变化相继出现，包括缺血、水肿、氧化应激、炎性细胞浸润、神经元凋亡、脱髓鞘以及胶质瘢痕形成，这些都会进一步加重组织损伤，严重限制神经功能的恢复[2]。在这些病理变化中，失调的神经免疫微环境在决定脊髓损伤后的再生效果方面起着关键作用[3]。巨噬细胞和小胶质细胞的过度活化会导致促炎细胞因子如TNF-α、IL-1β和IL-6的持续分泌，这会加剧神经元损失并抑制轴突再生[4]。同时，成年中枢神经系统的固有再生能力有限，受损的脊髓也缺乏足够的细胞外基质信号来支持神经干细胞的分化、轴突延伸以及髓鞘再生[5]。因此，理想的脊髓损伤治疗策略不仅要能够减轻有害的炎症微环境，还要为神经再生提供必要的信号引导。
目前常用的治疗手段，包括皮质类固醇、神经保护药物、干细胞移植以及生物材料支架等，虽然取得了一定的效果，但仍存在疗效不足、治疗窗口短、在损伤部位的保留能力差、具有免疫原性或存在安全问题等局限[6]、[7]。尤其是基于细胞移植的策略，还面临着存活率低、分化失控、潜在的肿瘤生成风险以及临床标准化困难等问题[8]。在此背景下，基于外泌体的无细胞疗法成为一种颇具前景的替代方案[9]。外泌体是由多种细胞类型分泌的纳米级细胞外囊泡，可以通过传递蛋白质、脂质、mRNA和microRNA来实现细胞间通讯[10]。与来源细胞相比，外泌体的免疫原性更低，储存稳定性更好，安全风险也更低，同时还保留了来自供体细胞的关键生物学功能[11]。这些特性使得外泌体成为调节炎症并促进脊髓损伤后组织修复的理想治疗纳米载体[12]。
未成熟树突状细胞是一种具有特殊耐受原性和免疫调节特性的专职抗原呈递细胞[13]。与成熟树突状细胞不同，未成熟树突状细胞表达的共刺激分子较少，更擅长诱导免疫耐受而非免疫激活[14]、[15]、[16]。因此，源自未成熟树突状细胞的外泌体可能具备这些免疫调节特性，可作为一种天然囊泡用于重塑脊髓损伤后的炎症微环境[17]。通过与损伤部位的巨噬细胞、小胶质细胞以及其他免疫细胞相互作用，源自未成熟树突状细胞的外泌体（imDC-Exo）可以抑制过度的炎症反应，促使巨噬细胞从促炎的M1表型向具有修复作用的M2表型转变，从而为神经修复创造更有利的微环境[13]。不过，尽管imDC-Exo具有内在的免疫调节潜力，但其直接引导神经再生的能力仍然不足[18]。因此，需要进一步对其进行工程改造，赋予其神经再生生物活性。
IKVAV是一种源自层粘连蛋白的生物活性肽序列，因其能够支持神经元黏附、神经干细胞分化、神经突生长以及轴突再生而广受关注[19]。作为一种关键的细胞外基质模拟序列，IKVAV能够提供在受损脊髓微环境中极为缺乏的生化信号[7]。因此，将IKVAV功能化到外泌体表面，是一种将免疫调节与神经再生整合到同一仿生纳米平台中的合理策略。尤其是无铜生物正交点击化学方法，能够以温和高效的方式将功能性肽共价锚定在外泌体膜上，同时保持囊泡的完整性和生物学活性[20]。通过这种方法，IKVAV可以稳定地表达在imDC-Exo的表面，从而使这种经过工程设计的囊泡兼具imDC-Exo的耐受性免疫调节作用以及IKVAV的神经再生信号功能。
基于上述思路，我们开发出了经过IKVAV功能化的源自未成熟树突状细胞的外泌体（imDC-Exo-IKVAV），作为一种用于脊髓损伤修复的双功能治疗系统。我们假设imDC-Exo-IKVAV可以通过首先减轻由巨噬细胞介导的炎症反应，进而促进神经再生，从而依次调控受损脊髓的微环境。其中imDC-Exo部分有望减少促炎反应并促进M2型巨噬细胞的形成，而IKVAV序列则可能增强神经干细胞向神经元的分化、轴突的生长以及髓鞘的再生。通过将免疫稳态的恢复与模仿细胞外基质的再生信号相结合，这种工程化外泌体平台为促进脊髓损伤后的功能恢复提供了一种极具前景的无细胞治疗策略（图1）。
章节要点
结论
在本研究中，我们构建出了经过IKVAV功能化的源自未成熟树突状细胞的外泌体，作为一种用于脊髓损伤修复的双功能治疗纳米平台。这种经过工程设计的imDC-Exo-IKVAV不仅保留了天然外泌体的结构与生物学特性，还能在囊泡表面成功表达IKVAV肽。这一设计使得imDC-Exo-IKVAV能够同时具备源自未成熟树突状细胞外泌体的内在免疫调节能力以及模仿细胞外基质的神经再生功能
试剂与化学品
Acryl-Gly-Ile-Lys-Val-Ala-Val（IKVAV，分子量=640.3 g/mol）以及经过叠氮化修饰的IKVAV肽是由南京的NJPeptide公司合成的。作为交联试剂的DBCO-sulfo-N-hydroxysuccinimidyl ester则购自美国的Sigma-Aldrich公司。荧光染料DiO和FITC则由中国的大北农生物技术公司提供。
源自未成熟树突状细胞的外泌体的制备
未成熟树突状细胞是在添加了去除了外泌体的胎牛血清的完全培养基中培养的。培养上清液被
伦理审批
实验用小鼠为8-10周龄的雌性C57BL/6品系，购自杭州紫源实验动物科技有限公司。所有实验动物的饲养与管理均严格遵循华桥大学医学院实验动物管理伦理委员会批准的实验动物护理评估与认证协会相关准则（批准编号为A2026041）。
资金来源声明
作者们衷心感谢福建医科大学科研发展基金项目提供的财政支持（项目编号：2025QH1290）。
数据可用性
本研究的相关数据可在合理请求下从通讯作者处获取。
发表同意声明
所有作者均已审核最终稿件，并同意将其发表。
CRediT作者贡献说明
张华坤：论文撰写——审阅与编辑，论文撰写——初稿撰写，项目管理，方法学研究，实验开展，资金获取，正式数据分析，数据整理，概念构思。王浩：数据整理。颜荣耀：研究指导，概念构思。
