中性粒细胞模拟型M2巨噬细胞胞外囊泡，用于针对性脊髓损伤治疗

《Biomaterials Advances》：Neutrophil-mimetic M 2 macrophage extracellular vesicle for targeted spinal cord injury therapy

　　脊髓损伤靶向治疗：中性粒细胞膜修饰M2巨噬细胞外泌体抑制炎症通路促进神经再生

　　
脊髓损伤（SCI）治疗领域取得重要突破：山东大学附属第二医院团队成功研发出新型仿生纳米递送系统N-M?EVs，为SCI治疗提供全新解决方案。该研究通过融合中性粒细胞膜与M?型巨噬细胞来源的外泌体，构建出兼具靶向递送和免疫调节双重功能的纳米载体，在细胞实验和动物模型中均展现出显著疗效。

研究团队从C57BL/6J小鼠的外周血中分离中性粒细胞，通过密度梯度离心和LPS激活获得中性粒细胞膜囊泡（NMVs）。同时，通过IL-4诱导小鼠腹腔巨噬细胞分化为M?型表型，提取其外泌体（M?EVs）。采用反复冻融和膜融合技术，将NMVs与M?EVs进行功能化结合，形成具有双亲膜结构的N-M?EVs。这种结构设计既保留了中性粒细胞膜上的靶向配体（如P-选择素和CXCR1/CXCR2受体），又整合了M?EVs富含的抗炎因子（IL-10、TGF-β）和神经修复信号分子。

体外实验显示，N-M?EVs对OGD/R（缺氧复氧）损伤的HT22神经元具有显著保护作用。与单一载体相比，融合系统不仅使存活率提升23.6%，更有效降低活性氧（ROS）水平达1.8倍，同时抑制细胞凋亡效率提高40%。这种协同效应源于膜融合产生的结构重塑：中性粒细胞膜提供的靶向识别位点增强了对受损神经元的选择性渗透，而M?EVs携带的免疫调节因子则通过抑制TNF-α/NF-κB信号通路，降低促炎因子表达量达68.3%。

动物实验阶段，采用急性SCI模型小鼠进行验证。静脉给药后，N-M?EVs在损伤部位富集度达到对照组的2.7倍，主要分布于脊髓背角和前角运动神经元聚集区。行为学评估显示，接受N-M?EVs治疗的组别在BMS（Basso, scale, and.efort)评分和CatWalk步态分析中，运动功能恢复速度较常规治疗组快4.2天，神经功能指标改善幅度达32.4%。电生理检测表明，运动诱发电位（MEP）的波幅和传导速度恢复至正常水平的比例分别达到89.7%和91.3%。

机制研究揭示该系统的双重作用机制：一方面，中性粒细胞膜上的黏附分子（如P-选择素）和趋化因子受体（CXCR1/CXCR2）引导载体精准定位损伤微环境；另一方面，M?EVs携带的IL-10通过抑制STAT3信号通路，使小胶质细胞活化程度降低65%，同时促进NGF（神经生长因子）和BDNF（脑源性神经营养因子）的表达量提升2.1倍。这种时空协同作用模式有效克服了单一载体存在的靶向效率不足（常规药物仅10.3%到达损伤部位）和免疫调节持续时间短（72小时后显著下降）的局限性。

临床转化潜力方面，研究团队通过多器官毒性检测发现，N-M?EVs在肝脏、肾脏和脾脏的分布比例分别为12.7%、8.4%和6.2%，显著低于传统脂质体载体的35%、28%和22%。这种优异的体内分布特性使得给药剂量可降低至常规水平的1/3，同时实现治疗有效成分的定向释放。更值得关注的是，该系统在抑制星形胶质细胞过度增殖（减少78.6%）和促进轴突再生（增加41.2%）方面表现突出，为解决SCI后继发性损伤和神经重塑难题提供了新思路。

该研究的创新性体现在三个层面：首先，首次实现中性粒细胞膜与巨噬细胞外泌体的功能化融合，突破单一载体靶向性和治疗效果的平衡难题；其次，建立"膜介导靶向递送-内容物时空协同释放"的双模作用机制，为仿生纳米载体设计提供新范式；最后，通过临床前研究验证了该系统在SCI治疗中的可行性，其机制可扩展至其他神经炎症性疾病（如阿尔茨海默病、帕金森病等）的治疗开发。

在制备工艺优化方面，研究团队创新性地采用梯度冻融技术（-80℃至4℃阶梯降温）结合超声波辅助融合（频率25kHz，功率300W），使N-M?EVs的均一性达到97.8%，粒径分布标准差（SD）控制在12.3nm以内。这种精细化的制备工艺确保了载体的稳定性和重复性，为后续规模化生产奠定基础。

伦理审查方面，实验经山东大学附属医院动物伦理委员会（批号KYLL2024089）严格审核，所有操作均符合《2010/63/EU指令》标准，实验小鼠在独立操作间进行，确保全程温控（22±1℃）和静音环境（噪音值<45dB）。

研究团队特别指出，该技术平台具有广泛的适用性：通过替换M?EVs中的功能分子（如添加神经营养因子GDNF或BDNF），可拓展至其他中枢神经系统疾病；若将中性粒细胞膜替换为其他免疫细胞膜（如调节性T细胞膜），可进一步拓展治疗适应症。未来研究将重点优化载体的循环时间（目前为72小时）和规模化生产工艺，推动该技术向临床转化。

该成果已获得多项国家及省级基金支持（国家自然科学基金82220108005、92468205；泰山学者tspd20210320；山东省自然科学基金ZR2023ZD16；第二齐鲁医院基金2023YP34），相关专利正在申请中。研究团队与山东大学先进医学研究院建立了联合实验室，计划开展临床前药代动力学和毒理学研究，为后续临床试验奠定基础。