人源神经前体细胞在脑损伤治疗中常面临移植后细胞存活率低、分化谱系不明确以及功能整合效率低下等难题。针对上述问题，中国科学院广州生物医药与健康研究院研究员巫林平和研究员潘光锦团队从材料微纳结构调控与组织微环境模拟双重维度出发，构建了富含神经调控因子且可促进体内神经血管单元重建、修复受损脑组织的鸡尾酒水凝胶，并阐明其在介导人源神经前体细胞向皮层中间神经元分化及突触连接形成过程中的作用机制。
研究人员通过优化水凝胶关键组分浓度与交联条件，精确调控水凝胶如孔径分布、力学性能及降解速率等微纳结构特性，构建出具有脑组织仿生性的三维支架水凝胶系统。该系统能够模拟天然细胞外基质生化与力学环境，显著提升人源神经前体细胞黏附、生存及谱系特异性分化能力。同时，研究通过转录组测序分析与狂犬病毒逆向追踪技术证实，该多因子鸡尾酒水凝胶可显著增强谷氨酸能神经元亚型分化效率，并促进其构建功能性突触连接。这一过程主要源于该凝胶构建的仿生微纳结构与生物活性微环境协同作用，在模拟脑组织特征时提供持续性神经诱导信号，进而高效驱动人源神经前体细胞向功能性中间神经元转变。
进一步，研究发现，该多因子鸡尾酒水凝胶可在脑损伤区域有效募集宿主内皮细胞，并诱导其与移植细胞之间建立宿主细胞-外源细胞的相互作用，协同重建具备灌注能力和代谢支持功能的神经血管单元微结构。研究显示，该结构形成显著改善了损伤局部免疫与代谢微环境，促进人源神经前体细胞存活并向皮层中间神经元谱系转化，进而重塑受损的脑组织结构并伴随神经传导功能的部分恢复，最终在一定程度上改善受损动物运动协调表现。
该研究为脑皮层损伤的细胞替代治疗提供了重要理论依据和新治疗策略。
近日，相关研究成果以A cocktail hydrogel promoting the functional interneurons regeneration of human neural progenitor cells for brain injury therapy为题，发表在《高级研究杂志》（Journal of Advanced Research）上。研究工作得到国家自然科学基金委员会、科学技术部、广东省等的支持。
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构建多因子鸡尾酒水凝胶促进皮层中间神经元再生、突触连接及神经血管单元微环境重塑
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