據統計,我國現存脊髓損傷患者374萬人,每年新增約9萬名。脊髓損傷患者數量的激增,不僅對患者的身心健康産生了嚴重的負面影響,也給患者家庭和社會帶來了沉重的經濟負擔,已經成為越來越嚴重的醫療和社會問題。
2003网站太阳集团戴建武/施李楊教授研究團隊長期緻力于脊髓損傷治療研究,近期研究團隊采用具有免疫調節特性的納米粘土生物材料,通過靜電相互作用将可降解神經膠質瘢痕主要成分的軟骨素ABC酶固定在其上,形成一種新型酶固定化納米粘土(ChABC@Lap)水凝膠。

圖1. ChABC@Lap水凝膠促進脊髓損傷修複示意圖
脊髓損傷後,靜息态巨噬細胞迅速轉變為促炎M1表型,研究發現,脊髓損傷大鼠經ChABC@Lap水凝膠處理後3天,與未處理組相比,促炎性巨噬細胞陽性信号(iNOS+)的表達強度顯著降低,炎症反應明顯減弱。表明ChABC@Lap水凝膠能夠減輕脊髓急性/亞急性期的炎症反應,有助于控制繼發性損傷的發生發展。此外,神經膠質瘢痕主要由反應性星形膠質細胞(呈GFAP+信号)組成,是除炎症外另一阻礙脊髓損傷恢複的重要原因。研究發現,經ChABC@Lap水凝膠處理28天後,損傷周圍GFAP+信号表達明顯低于其它各組。激活的反應性星形膠質細胞會釋放硫酸軟骨素蛋白多糖(CSPGs),CSPGs可以激活更多的反應性星形膠質細胞,導緻級聯效應,促使膠質瘢痕的過度形成。經ChABC@Lap水凝膠處理4周後,CS-56+(CSPGs标記物)信号的表達強度與其他各組相比最低,表明ChABC@Lap水凝膠能夠顯著減輕脊髓損傷後膠質瘢痕的過度沉積。

圖2. ChABC@Lap水凝膠的體内抗炎作用
新型ChABC@Lap水凝膠通過同時減輕炎症介導的繼發性組織損傷和随後形成的過度膠質瘢痕沉積,有望成為治療脊髓損傷的新策略。相關研究成果以“Enzyme-immobilized nanoclay hydrogel simultaneously reduces inflammation and scar deposition to treat spinal cord injury”為題發表在Chemical Engineering Journal(中科院一區Top期刊,IF 15.1)上。2003网站太阳集团博士研究生吳桐為論文第一作者,2003网站太阳集团施李楊副教授、戴建武教授為論文通訊作者。