新聞網訊（通訊員(yuán) 黃玲林）近日，我(wǒ)(wǒ)校材料複合新技術國家重點實驗室戴紅蓮教授課題組在周圍神經修複研究領域取得重要進展，研制出可高效修複損傷周圍神經的自适應氣體(tǐ)遞質神經移植物(wù)，并首次闡明了H2S對周圍神經損傷微環境的調控機制。研究成果以“An injectable and Adaptable Hydrogen Sulfide Delivery System for Modulating Neuroregenerative Microenvironment”爲題刊登在Science子刊《Science Advances》上。

用于損傷周圍神經修複的活性氧（ROS）響應H2S神經移植物(wù)構建示意圖

周圍神經損傷是緻殘率較高的創傷，可導緻患者肢體(tǐ)嚴重功能障礙。周圍神經再生(shēng)和功能修複是尚未解決的臨床難題。周圍神經損傷後，局部發生(shēng)氧化應激、過度炎症、缺血、能量供應不足等系列反應，導緻趨化神經生(shēng)長因子缺乏和大(dà)量抑制神經再生(shēng)因素産生(shēng)，神經再生(shēng)困難。重建神經損傷後的微環境對神經再生(shēng)至關重要。以導管爲載體(tǐ)在病竈區域緩釋藥物(wù)已被證明是改善再生(shēng)微環境的有效手段，但個體(tǐ)和損傷程度的差異導緻合适藥物(wù)調控時間和階段仍不明确。此外(wài)，現有治療藥物(wù)功能單一(yī)、血-神經屏障也制約了藥物(wù)的有效攝取。因此，如何針對病理微環境進行差異化高效給藥，實現微環境動态調控，是重建神經再生(shēng)微環境的關鍵。

基于上述問題，戴紅蓮教授課題組提出了基于内源性ROS激活H2S緩釋，同時發揮其神經保護和治療的神經移植物(wù)構建策略。周圍神經損傷後，損傷部位通常會發生(shēng)炎症反應和氧化應激。炎症是身體(tǐ)對損傷的自然反應，旨在清除損傷組織和病原體(tǐ)，爲愈合鋪平道路。氧化應激是由自由基（主要是ROS）過量産生(shēng)造成的，這些活性氧可以損傷細胞結構，包括脂質、蛋白(bái)質和DNA。過度的炎症和氧化應激會加劇神經組織損傷，延遲或阻礙神經恢複。利用損傷區域産生(shēng)的ROS觸發H2S釋放(fàng)，可抑制炎症和氧化應激效應，從而調節微環境再平衡。具體(tǐ)策略爲：以ROS響應納米粒子（聚乙二醇單甲醚-聚（L-甲硫氨酸），mPEG-PMet）封裝H2S供體(tǐ)（過氧硫代氨基甲酸酯，PeroxyTCM），并負載在可注射溫敏性水凝膠（聚乙二醇單甲醚-聚丙氨酸-聚苯丙氨酸，mPEG-PA-PP）前體(tǐ)溶液中(zhōng)，以注射的方式注入靜電(diàn)紡絲導管[聚3S-(甲基)-嗎(ma)啉-2,5-二酮-co-ε-己内酯，P(MMD-CL)]，構建了自适應緩釋H2S神經移植物(wù)。其植入後，損傷部位産生(shēng)的活性氧會将甲硫氨酸中(zhōng)的硫醚基團氧化成親水性的亞砜或砜，導緻納米粒子相變釋放(fàng)出PeroxyTCM，而後PeroxyTCM的硼酸酯基被氧化成酚羟基，分(fēn)子内經過1,6-消除反應生(shēng)成羰基硫（COS），COS再被體(tǐ)内廣泛存在的碳酸酐酶（CA）水解釋放(fàng)H2S。可注射水凝膠結合H2S自适應釋放(fàng)高效促進了損傷神經的再生(shēng)，這得益于氣體(tǐ)分(fēn)子H2S優異的組織、生(shēng)理屏障透過性和多種生(shēng)理學效應，包括抑制炎症和氧化應激、保護神經細胞、促進血管生(shēng)成以及恢複能量代謝。這種基于自适應緩釋H2S氣體(tǐ)分(fēn)子的多效信使策略，克服了傳統藥物(wù)治療和損傷神經病理微環境難調控的瓶頸問題，對發展周圍神經損傷治療技術具有重要的科學意義和應用價值，可爲其他神經疾病及損傷組織的治療提供新思路。

H2S促進神經再生(shēng)機制

論文的第一(yī)作者是武漢理工(gōng)大(dà)學董獻振博士，武漢大(dà)學中(zhōng)南(nán)醫院張浩博士爲本論文的共同第一(yī)作者，通訊作者爲武漢理工(gōng)大(dà)學戴紅蓮教授、武漢大(dà)學中(zhōng)南(nán)醫院喻愛喜教授和武漢理工(gōng)大(dà)學晏樂三教授。

原文鏈接：Dong X, Zhang H, Duan P, et al. An injectable and adaptable hydrogen sulfide delivery system for modulating neuroregenerative microenvironment. Science Advances, 2023, 9（51）: eadi1078. https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adi1078

戴紅蓮教授團隊長期從事生(shēng)物(wù)醫用材料及其醫療器械的研發，主要包括組織修複與再生(shēng)材料、納米生(shēng)物(wù)複合材料、可注射生(shēng)物(wù)材料、磁性生(shēng)物(wù)材料及藥物(wù)控釋材料等。在材料仿生(shēng)設計與制備、材料表面修飾、生(shēng)物(wù)3D打印、材料的生(shēng)物(wù)學效應等方面做了較多研究。研究結果發表在Sci. Adv.、Adv. Funct. Mater.、Biomaterials等高影響力學術期刊上，并申請獲得了多項國家發明專利授權。

編輯：曹明；審稿人：羅小(xiǎo)寒