近日，我院整形外科/烧伤科李正勇教授联合四川大学国家生物材料中心王云兵教授团队在Composites Part B: Engineering（IF:13.1）发表题为A composite hydrogel improves the survival and differentiation of human iPSC-derived neural stem cells after ischemic stroke的研究论文。研究构建了一种仿细胞外基质的动态适应性水凝胶，作为干细胞递送载体用于神经损伤修复，显著改善了干细胞治疗效果，为基于干细胞的组织损伤修复治疗提供了新的思路。

李正勇教授、王云兵教授为通讯作者，整形外科/烧伤科研究室博士后刘杨为第一作者。该研究工作得到了国家自然科学基金的支持。

神经损伤是一种常见的临床并发症，由于神经元不可再生的特性，组织损伤区坏死的神经元细胞得不到有效的补充导致治疗效果不理想，干细胞移植可以替补坏死的神经元，是一种极具潜力的神经损伤治疗方法。然而，干细胞治疗面临移植后干细胞在损伤部位滞留少、存活率低和神经元分化效率低的问题。因此，为了解决上述问题，研究开发构建了一种复合水凝胶，它含有脑脱细胞的细胞外基质(dECM)和主客体改性的透明质酸，作为诱导多能干细胞来源的神经干细胞递送载体。脑dECM包含多种神经细胞增殖和分化所必须的生化信号，为神经细胞提供了仿神经组织的微环境；主客体改性的透明质酸水凝胶具有动态适应性，能与细胞的增值和体积扩大相协调。该复合水凝胶体系提高了移植干细胞在神经损伤部位的滞留、存活和神经元分化率。

研究团队首先对猪脑组织进行脱细胞处理以获得脑组织的dECM，并检测了脱细胞的程度、细胞外基质中关键成份的保留及dECM的成胶性能（图1）。由于dECM水凝胶本身的机械性能较弱，结构保真度较差，所以进一步研究了不同比例的dECM和主客体改性透明质酸结合构成的复合水凝胶的模量、可注射性及动态可逆的特性。研究团队将dECM与主客体改性透明质酸水凝胶相结合使得该干细胞载体既保留了重要的神经细胞外基质生化信号，又具有动态可逆的特性。

图1. dECM水凝胶的制备和表征

研究进而探索了水凝胶的细胞毒性以及神经干细胞球及单细胞悬液在水凝胶包被的2D表面和3D水凝胶网络中的生长和分化（图2），以及加载在复合水凝胶中的干细胞在小鼠神经损伤病灶中的存活和神经元分化率。

图2.神经干细胞在水凝胶表面的存活和分化

综上所述，研究通过结合脑dECM和主客体改性的透明质酸构成的复合水凝胶递送系统，显著改善了神经损伤后移植干细胞的细胞滞留低、存活和分化不良的问题，干细胞与仿细胞外基质的动态适应性水凝胶支架的结合，为神经损伤修复的干细胞治疗提供了一个新的思路。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1359836823002147