2025年2月复旦大学附属华山医院谢嵘教授课题组联合上海科技大学生命科学与技术学院李剑锋研究员课题组在Journal of Nanobiotechnology（IF=10.6，中科院1区top）发表题为“Methylprednisolone Substituted Lipid Nanoparticles Deliver C3 Transferase mRNA for Combined Treatment of Spinal Cord injury”的研究论文。

甲基强的松龙（Methylprednisolone，MP）是一种抗炎性皮质类固醇，是治疗急性脊髓损伤（Spinal cord injury，SCI）的传统药物。其虽能抗炎，但高剂量全身用药副作用大，如免疫抑制综合征，这可能会加重脊髓损伤，并增加感染和高血糖的风险，因此学术界对于激素治疗脊髓损伤争议较大。如何寻找新的药物递送方法，以优化MP的抗炎作用，并避免其因大剂量冲击而产生的严重副作用。同时，RhoA/ROCK（Rho相关卷曲螺旋蛋白激酶）通路被认为在SCI后的功能神经恢复中起着关键作用，C3转移酶是一种ADP核糖转移酶，通过将ADP核糖部分共价连接到 RhoA上，选择性地使其失活，相对于目前商业化的RhoA抑制剂存在的缺点——生物利用度较低及细胞穿透肽的加入使其具有细胞毒性，因此，开发一种更高效且安全的C3转移酶递送方法治疗SCI非常有必要。

创新亮点：在此背景下研究团队巧妙应用MP替代传统脂质纳米颗粒（LNP）中的胆固醇，设计新型载体MP-LNP。MP既作为载体骨架，又能在损伤部位缓慢释放，精准抗炎；其次，在该新型载体中同步封装C3转移酶mRNA，抑制阻碍神经再生的RhoA通路，并与MP协同产生脊髓损伤保护效应（图1、2）。

图1. 本研究设计示意图。

图2. 纳米颗粒性能稳定：MP-LNP直径约110纳米，形似传统LNP，mRNA封装效率超92%，完全达到适配体内递送需求。

随后，装载C3转移酶mRNA的新型MP-LNP-C3通过局部给药可有效抑制SCI后释放的炎症因子。如图3所示，脊髓损伤部位MP浓度提升2倍，维持超24小时；TNF-α、IL-6等促炎因子显著降低，且血液中MP几乎检测不到，全身副作用锐减。同时装载C3转移酶mRNA的新型MP-LNP对脊髓损伤治疗效果更为显著，如图4所示：（1）C3转移酶精准表达，RhoA通路活性下降60% ；（2）神经标记物NeuN、NF200表达翻倍，损伤区域缩小40%；（3）小鼠后肢运动评分（BMS）改善超50%，步态接近正常。

图3. 装载C3转移酶mRNA的新型MP-LNP-C3在小鼠脊髓损伤部位有效释放MP且维持24小时以上，同时有效避免了全身MP应用的副作用。

图4. 装载C3转移酶mRNA的新型MP-LNP-C3可改善小鼠脊髓损伤。

本研究从临床实际出发，通过设计具有自主知识产权的MP-LNP-C3，契合手术中局部注射的场景，可实现脊髓损伤时“抗炎+促再生”双效协同；副作用可控，血钠/血糖波动等传统MP副作用回归正常范围；C3转移酶的mRNA更有利于脊髓损伤的长期治疗。该纳米药物极具临床应用和转化潜力，将为临床脊髓损伤的提供新的思路。

本研究由复旦大学附属华山医院与上海科技大学生命科学与技术学院合作完成，复旦大学附属华山医院为第一完成单位。复旦大学附属华山医院神经外科硕士研究生董浩如与上海科技大学生命科学与技术学院硕士研究生何宗兴为本研究共同第一作者；复旦大学附属华山医院神经外科谢嵘教授、上海科技大学生命学院李剑锋研究员以及复旦大学附属华山医院药剂科杨慧莹博士为本研究的共同通讯作者。

2025年3月中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士/林翰研究员课题组联合复旦大学附属华山医院谢嵘教授课题组在纳米科学领域重要期刊Nano Today（IF=13.2，中科院1区）发表题为“Photothermal H₂S generation promotes the function restoration of spinal cord from acute injury”的研究论文。

本研究创新性地开发了一种近红外光控硫化氢（H₂S）气体纳米发生器，通过光热效应精准调控H₂S释放，显著抑制脊髓损伤后的炎症反应与氧化应激，促进神经元再生及运动功能恢复。团队利用二维硅烯材料（SNS）的高效光热转化特性，结合温敏型H₂S供体分子PEI-DTC，构建了可植入式透明导电水凝胶系统。实验表明，该纳米系统能穿透血-脊髓屏障，通过抑制NF-κB通路降低促炎因子表达，同时减少胶质瘢痕形成，为急性脊髓损伤治疗提供了全新策略（图5）。值得一提的是，该技术不仅为脊髓损伤修复开辟了新路径，在帕金森病、阿尔茨海默病等神经退行性疾病的治疗中亦展现出广阔应用前景。研究获国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会等项目支持，也是纳米医学与神经再生领域的具有原创性和自主知识产权的成果。

图5. 本研究设计示意图。

研究团队首先合成了超薄二维硅烯纳米片（SNS），通过湿化学方法进行温和氧化和剥离。随后，利用X射线光电子能谱（XPS）分析了SNS的表面结构，确认了在剥离过程中钙相关峰的逐渐减弱，并通过拉曼光谱和X射线衍射（XRD）进一步验证了硅烯的结构特性。随后研究团队将热响应的硫化氢（H₂S）供体PEI-DTC与SNS进行复合，形成SNS@PEI-DTC复合材料，并通过紫外光谱（UV）和原子力显微镜（AFM）确认了PEI-DTC的成功包覆。进一步应用美蓝法证明该复合材料在近红外光照射下可以定量释放H₂S，并最终确定了PVA/PVP-2作为构建H₂S发生器的最佳材料（图6）。

图6. 本研究H₂S发生器材料筛选示意图。

随后在脊髓损伤小鼠模型中，研究团队采用多模态评估体系进一步验证了H₂S发生器的治疗效果。通过BMS评分，治疗组小鼠术后28天的运动功能评分较SCI组提高了2.3倍。CatWalk步态分析显示，治疗组小鼠在运动速度、步态规则性和后肢支撑面积方面都存在明显改善。旷场实验也提示H₂S发生器治疗能够显著改善小鼠的运动协调性和焦虑行为。激光散斑血流成像分析证实H₂S通过改善局部微循环有效促进了损伤修复。进一步分析发现H₂S发生器治疗还有效抑制了脊髓损伤后出现的膀胱纤维化。疼痛感知实验结果显示，治疗组小鼠在热板和冷板实验中的热痛和冷痛撤回潜伏期分别延长了2.5倍和2.2倍，机械痛阈值提高了3.1倍，有效缓解了神经病理性疼痛（图7）。

图7. H₂S发生器可改善小鼠脊髓损伤后的运动感觉功能。

为阐明H₂S发生器在脊髓损伤（SCI）修复中的作用机制，研究团队通过组织学、免疫荧光染色及转录组学分析系统评估了其对神经再生与炎症微环境的调控效应。免疫荧光染色显示，治疗组抗炎型M2小胶质细胞比例显著高于SCI组，而促炎型M1细胞减少（Arg-1/iNOS染色），炎症细胞浸润降低45%（IBA-1/CD68染）。这些结果表明，H₂S发生器通过多靶点机制，包括减少损伤区域、促进轴突再生、抑制NF-κB介导的炎症反应及调控小胶质细胞极化显著改善脊髓损伤微环境（图8）。

图8. H₂S发生器H₂S发生器通过多靶点机制，包括减少损伤区域、促进轴突再生、抑制炎症反应等改善脊髓损伤微环。

综上所述，H₂S发生器通过多重作用机制显著改善了脊髓损伤小鼠的运动功能，促进了神经修复，改善了血液灌注，减轻了疼痛并有效控制了并发症，为脊髓损伤的治疗提供了新的治疗策略。

本研究由中国科学院上海硅酸盐研究所与复旦大学附属华山医院合作完成。中国科学院上海硅酸盐研究所博士研究生陈奕涵与复旦大学附属华山医院神经外科博士研究生丁元清为本研究共同第一作者；中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士、林翰研究员与复旦大学附属华山医院神经外科谢嵘教授为本研究的共同通讯作者。

2025年4月中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士/林翰研究员课题组联合复旦大学附属华山医院谢嵘教授课题组于材料学领域顶级期刊Materials Today（IF=21.1，中科院1区top），在线发表题为“Nanomedicine-Enabled Next-GenerationTherapeutics for Spinal Cord Injury”的综述文章。

本文系统总结了纳米材料在脊髓损伤（SCI）治疗中的最新进展，突出强调了pH、活性氧（ROS）、光、电等刺激响应型无机纳米材料在SCI前沿治疗中的巨大潜力。该综述展示了此类响应型无机纳米材料的多功能性、可控性及对复杂神经环境的适应性，同时概述了纳米材料在药物递送、生物支架、神经修复等方面的最新成果，为后续研究提供了重要思路和方向（图9）。这也是目前为止为数不多的全面总结无机材料治疗脊髓损伤的文章，在该交叉领域具有一定的引领作用。

图9. 本文示意图。

本文由中国科学院上海硅酸盐研究所与复旦大学附属华山医院合作完成。中国科学院上海硅酸盐研究所葛敏博士后与复旦大学附属华山医院神经外科博士研究生丁元清为本文共同第一作者；中国科学院上海硅酸盐研究所施剑林院士、林翰研究员与复旦大学附属华山医院神经外科谢嵘教授为本文的共同通讯作者。

复旦大学附属华山医院神经外科脊髓脊柱亚专业组多年来在周良辅院士、毛颖院长的指导下，在亚专业组组长车晓明教授的带领下，目前已是国内脊髓脊柱、颅颈交界疾病临床诊治与基础研究领域国内最具竞争力的中心之一，全面开展各类脊髓脊柱、颅颈交界疾病的外科手术治疗，同时坚持从临床问题出发，开展各类高质量的临床研究与应用基础研究，为推动神外脊柱脊髓学科进步不断努力。