脊髓损伤（Spinalcordinjury，SCI）是一种非常严重的中枢神经系统疾病。因脊髓具有反射和传导的功能，一旦发生损伤，往往会造成损伤节段以下肢体的功能性障碍，甚至导致瘫痪。正如霍金是肌萎缩性脊髓侧索硬化症的代表性患者一样，SCI的众多患者中也有我们熟悉的身影，比如超人的扮演者克里斯托弗-里夫。超人在年的马术比赛中摔伤而导致高位截瘫，在之后的9年中，瘫痪的症状没有丝毫恢复，最后因严重感染引发的心脏病去世，而这在SCI的患者中也是经常发生的事情。对于拥有优越医疗条件的名人尚且如此，SCI为普通家庭带来的痛苦更是可见一斑。对于大多数SCI患者，能从轮椅上重新站起来，无疑是美好的梦想和奢望。
对于SCI的治疗，目前临床上的治疗手段,包括手术干预、药物治疗、高压氧疗法以及康复疗法等，仍然局限于相关并发症的缓解和后期的康复训练，无法实现有效的神经再生与运动功能恢复。而SCI难以治疗的原因主要在于损伤后复杂的病理变化会形成不利于神经再生的微环境，同时神经组织自身的恢复能力又极为有限。近些年来，组织工程学的发展为SCI的治疗带来了希望。在损伤局部缺乏细胞外基质的情况下，植入生物相容性材料是一种富有前景的桥连受损神经组织的方法。同时，损伤区域的组织长期处于伴随剧烈氧化应激和炎症反应的状态，活性氧种类的增加会持续地损伤周围的神经组织。因此，如何合理而有效地输送抗氧化剂与生物相容性材料对于SCI的治疗一直是个挑战。
英国皇家化学会材料类期刊BiomaterialsScience最近发表了浙江大学高建青教授团队的一项研究成果。该论文构建了一种修饰抗氧化剂化合物2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物（2,2,6,6-tetramethylpiperidinyloxy，TEMPO）的功能化新型透明质酸水凝胶，通过抗氧化调节及细胞外基质的补充实现SCI后局部病理微环境的调控和神经组织的修复再生（图1）。其中，TEMPO首先通过氨基与经醛基修饰后的透明质酸链发生席夫碱反应被束缚在透明质酸链上，之后该透明质酸链通过部分残留的醛基与经己二酸二酰肼修饰的透明质酸链反应从而实现功能性水凝胶的构建（图2）。该功能性水凝胶在体外模拟的过氧化微环境中表现出明显的抗氧化作用，在体内植入后可显著促进脊髓横断后大鼠的运动功能恢复（图3）。同时，应用该功能性水凝胶进行治疗可以有效地保护膀胱组织免受神经源性损害，而泌尿系统的损伤往往是临床上SCI患者的主要致死因素之一。综上，该抗氧化功能性水凝胶提供了一种富有潜力的治疗策略，即通过功能化水凝胶的递送以实现SCI后病理微环境的综合调控以及神经组织的再生修复。该研究的通讯作者，浙江大学高建青教授团队（图4）近年来一直致力于中枢神经损伤后的再生修复研究，成果相继发表在AdvMater、AdvFunctMater、ACSNano、JControlRel、Biomaterials、ACSAppliedMaterialsInterfaces、InternationalJournalofPharmaceutics等期刊上，最新发表在ACSNano上的研究通过在负载MnO2纳米粒的多功能肽修饰水凝胶中移植间充质干细胞，在严重型大鼠脊髓全切横断模型上产生显著的运动功能恢复，并诱导干细胞在体内的分化，促进脊髓组织的高效再生，为以干细胞与微环境调节为基础的中枢神经系统疾病治疗提供了一种有前景的治疗策略。目前，高建青教授课题组正在国家重点研发计划的支持下，与临床展开合作，进行大动物疗效评价。
▲
图1.抗氧化功能性TEMPO水凝胶用于伤治疗的研究。
▲
图2.抗氧化功能性TEMPO水凝胶的合成原理。
▲
图3.SCI后大鼠运动功能的恢复情况。（A）SCI模型示意图；（B）运动功能BBB评分结果；（C）各组大鼠体重变化情况
▲
图4.浙江大学高建青教授团队。
论文信息ImplantationofafunctionalTEMPO-hydrogelinducesrecoveryfromratspinalcordtransectionthroughpromotingnerveregenerationandprotectingbladdertissueYuZhang,LimingLi,JiafuMu,JiachenChen,ShiqingFengandJianqingGao*（高建青，浙江大学）
Biomater.Sci.,