骨科孔清泉教授团队在Biomaterials发文: 构建新型可注射智能水凝胶基因递送体系 为退变椎间盘髓核修复再生提供新策略

　　

近日，我院骨科孔清泉教授团队联合四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心王云兵教授团队在Biomaterials（IF：15.304）发表文章“Repair of Degenerative Nucleus Pulposus by Polyphenol Nanosphere -Encapsulated Hydrogel Gene Delivery System”。该研究构建了一种新型可注射智能水凝胶基因递送体系，为退变椎间盘髓核再生修复提供了新的方案。

我院骨科王玉主治医师为第一作者，我院骨科孔清泉教授、四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心王云兵教授为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金项目、四川省科技计划项目、中国博士后基金等项目的资助。

随着社会老龄化的不断加重，由于椎间盘退变引起的腰腿痛已成为发病率最高的疼痛性疾病之一，已造成严重社会、经济负担。目前，临床对椎间盘退变性疾病的治疗主要以缓解症状及切除病变椎间盘为目的，尚无能够逆转椎间盘退变进程的有效手段。因此，寻找一种可以延缓甚至逆转椎间盘退变进程的椎间盘再生方法，并研发相关产品具有重大的临床和科学意义。随着miRNA治疗的不断发展，大量研究发现miRNA治疗在退变髓核再生中表现出巨大潜力。然而，当下miRNA椎间盘内局部递送手段单一且存在转染率低、半衰期短、生物学效应不理想等诸多不足。

基于此，研究团队设计了一种新型的可注射智能水凝胶椎间盘内基因递送体系，该体系可以智能感知退变椎间盘髓核内炎症微环境并“因地制宜”地释放miRNA-21抑制剂（antagomir-21）纳米颗粒，后者被退变髓核细胞摄取后，从抗炎和细胞外基质（ECM）再生两方面协同实现退变髓核修复再生。在该工作中，研究团队创新性地利用氨炔点击化学构建可注射自增强水凝胶，同时合成单宁酸自组装纳米颗粒作为antagomir-21递送载体，并对表面进行巯基化处理（SH/TA NPs@ant），而后通过Micheal加成反应固定于水凝胶骨架网络中。此种水凝胶表现出良好的生物相容性、可注射性、自增强性和敏感的炎症（低pH或高ROS）响应特性，因此可以实现微创植入退变椎间盘内部、缓慢自增强成胶和智能裂解释药。得益于单宁酸纳米颗粒强大的抗氧化属性和antagomir-21卓越的ECM再生效果，此种新型的结合水凝胶和纳米递送载体的混合基因递送方法可以从抗炎和ECM再生两方面同时发挥作用，为退变椎间盘髓核内部局部基因递送策略提供了新思路。此种椎间盘内miRNA递送模式有效克服了传统基因递送方式的诸多局限，有望应用于其它的局部基因递送部位。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0142961223001400