近日，我院辛涛教授团队与山东大学晶体材料国家重点实验室刘宏教授团队在国际权威杂志Nano Letters发表题为“Three-Dimensional-Cultured MSC-Derived Exosome-Hydrogel Hybrid Microneedle Array Patch for Spinal Cord Repair” (中科院一区，IF：12.268)的研究论文，首次报道了一种负载3D-MSC-Exo的水凝胶阵列贴片实现脊髓损伤原位修复。山东第一医科大学在站博士后韩敏与山东大学晶体所博士研究生杨鸿儒为论文的共同第一作者，山东第一医科大学第一附属医院辛涛教授与山东大学晶体材料国家重点实验室刘宏教授为论文的共同通讯作者。

 

 

脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)是一种高致残率的中枢神经系统损伤性疾病，可导致神经细胞死亡和胶质瘢痕增生，出现运动、感觉、自主神经功能障碍及神经痛。全面调节失控的局部损伤微环境是治疗SCI的关键，骨髓间充质干细胞来源外泌体(exosomes derived from mesenchymal stem cells, MSC-Exo)已被证明在SCI治疗中展现出巨大潜力。然而，传统的2D培养方式不可避免的导致MSC干性降低或丧失，在很大程度上限制了MSC-Exo临床应用，3D-MSC-Exo则具有更高的神经修复效率。另外，传统的MSC-Exo治疗依赖于在损伤部位反复注射，存在二次损伤和药效低下的弊端。本研究通过GelMA水凝胶3D培养MSC并提取Exo，自主构建一种负载3D-MSC-Exo的水凝胶微针阵列贴片用于SCI的原位治疗，取得良好疗效。

与传统2D培养相比，GelMA水凝胶3D培养的MSC可高效分泌具有更多神经保护相关内容物的Exo。测序发现3D-MSC-Exo内差异蛋白及miRNAs分子并进一步阐明其在SCI中发挥更强神经保护作用的相关机制。

本研究首次将3D-MSC-Exo通过水凝胶微针负载的方式用于SCI治疗，显著提高了Exo递送效率。通过减轻损伤部位神经炎性反应、促进小胶质细胞向M2表型极化、减轻胶质瘢痕促进神经功能损伤修复，为SCI的生物治疗提供了新的治疗策略。

 

 

辛涛教授团队长期致力于生物纳米材料与中枢神经系统损伤修复交叉领域、干细胞外泌体工程化修饰等方向的研究，研究成果发表在Cell Death Differ, J Exp Clin Cancer Res, BMC Med等国际权威期刊上，本研究得到了国家自然科学基金及中国博士后基金等项目的资助。