基因肽交联脱细胞生物导管在组织工程中的应用：一种新型外周神经再生支架的构建与表征

研究人员针对外周神经损伤修复中自体移植供体不足、免疫排斥及机械强度不足等问题，通过皮下植入硅胶模具诱导大鼠生成生物源性导管（BCs），结合化学脱细胞和天然交联剂基因肽（GP）处理，构建了具有增强力学性能且保持生物相容性的脱细胞支架。该研究证实2个月成熟期的BCs经GP交联后，细胞外基质（ECM）关键成分保留更优，抗断裂应力提升16.5倍，且未引发促炎性巨噬细胞极化，为神经、血管等管状组织工程提供了即用型解决方案。

　　

论文解读

背景与挑战
外周神经损伤的临床修复长期面临供体来源有限、免疫排斥和功能恢复不佳等难题。尽管自体神经移植仍是金标准，但其伴随的感觉丧失和供区并发症促使科学家探索替代方案。近年来，通过植入非降解材料诱导宿主形成生物源性导管（Biogenic Conduits, BCs）的技术崭露头角，这类天然细胞外基质（Extracellular Matrix, ECM）支架虽具备仿生结构，却受限于生成周期长（1-2个月）、机械强度差及快速降解等问题。更棘手的是，紧急神经修复需在损伤后48小时内完成，而现有BCs无法满足这一时间窗需求。

研究设计与创新
来自西班牙格拉纳达大学的研究团队提出突破性解决方案：将大鼠皮下植入的硅胶模具生成的BCs进行脱细胞处理，再采用天然交联剂基因肽（Genipin, GP）强化，系统评估了1个月（T1M）和2个月（T2M）成熟期导管的性能。这项发表于《Biomedicine》的研究首次将脱细胞与GP交联技术结合应用于BCs，通过组织学、生物力学、体外生物相容性及免疫调节等多维度分析，筛选最优制备参数。

关键技术
研究采用化学酶法脱细胞（含SDS、Triton X-100和核酸酶处理），结合0.1% GP溶液72小时交联。通过超声监测体内BCs形成过程，利用拉伸试验机测定力学性能，扫描电镜（SEM）观察微观结构，并采用Live/Dead染色和WST-1法评估人皮肤成纤维细胞相容性。RAW264.7巨噬细胞模型通过流式细胞术检测CD86/CD206表达以分析免疫调节效应。

研究结果

3.1 导管形成与脱细胞效率
超声成像显示植入4天后即出现结缔组织包裹，2个月时形成更致密的ECM结构。脱细胞后DNA含量降至22.9 ng/mg（T2M），DAPI染色证实细胞核残留消除，且T2M组保留更多糖胺聚糖（Alcian Blue染色强度比T1M高47%）。

3.2 ECM组分与结构保留
T2M导管的致密层厚度增加1.7倍，纤维连接蛋白（Fibronectin）分布均匀，而核心蛋白聚糖（Decorin）在交联后仍保持较高水平。SEM显示GP交联使纤维排列更紧密，但未破坏三维结构。

3.3 力学性能突破
GP交联使T2M导管的断裂应力从0.11 MPa提升至1.82 MPa（p<0.05），杨氏模量达8.5 MPa，但变形率降低至38%，显著优于未交联组。

3.4 生物相容性与免疫调节
成纤维细胞在T2M-DG组存活率达92%，代谢活性与对照组无差异。巨噬细胞极化实验显示CD206⁺/CD86⁺比值接近未刺激组（M0），表明材料未诱导促炎反应。

结论与展望
该研究成功构建了兼具高机械强度和低免疫原性的即用型神经导管，其核心创新在于：

1. 证实2个月成熟期能优化ECM成熟度，关键分子如Decorin和胶原纤维的保留为细胞迁移提供仿生环境；
2. GP交联在提升16.5倍抗断裂能力的同时，未显著影响成纤维细胞附着或引发M1型巨噬细胞极化，这得益于GP的天然抗炎特性；
3. 为异体/异种移植提供可能，因脱细胞处理消除了宿主特异性抗原。

未来研究需验证其在神经再生中的功能表现，但该技术已展现出拓展至血管、尿道等管状组织修复的潜力，或将成为解决临床移植时间窗难题的关键突破。