DOI: 10.1016/j.mtbio.2022.100387

周围神经损伤（PNI）后的瓦勒变性，即远端轴突的自主变性，会导致铁稳态失衡，易诱发铁过载引起的氧化应激。受神经变性和再生过程的启发，设计具有铁螯合能力的功能性静电纺丝支架在重建合适微环境方面显得尤为重要。在此，本研究构建了基于去铁胺和聚（3（S）-甲基吗啉-2,5-二酮-co-内酯）（PDPLA/DFO）的静电纺丝支架。本工作旨在探索支架的生理调节对神经再生的促进作用。在体外，PDPLA/DFO薄膜减轻了铁过载引起的谷胱甘肽还原和谷胱甘肽过氧化物酶4的失活。此外，还能减少活性氧，缓解内质网和线粒体的压力，减少细胞凋亡。在体内，PDPLA/DFO导管通过减轻铁过载和细胞器应激构建抗炎微环境并促进细胞存活。总之，PDPLA/DFO引导导管可靶向远端铁过载并促进神经再生，为设计靶向远端微环境的神经导管提供了新的思路。

图1.纤维膜的表征。（A）P（MMD-co-LA）的1H NMR光谱。（B）PDPLA/DFO的药物释放曲线。（C）纤维薄膜的SEM图像以及（D）PDPLA和PDPLA/DFO的纤维直径分布图。（E）纤维膜的拉伸性能测试，“+”和“-”分别代表平行和垂直于定向纤维的取向；（a）应变应力曲线，（b）杨氏模量，（c）极限拉伸应变，（d）拉伸强度。（E）接种在纤维膜上的RSCs的活/死染色，比例尺=100μm。（F）通过CCK-8（24h）测定薄膜上RSCs的细胞活力。数据为平均值±SD，n=3，*p<0.05。

图2.铁过载体外模型的构建。（A）正常神经和外植体的Perl染色。（B）用FAC处理24小时后RSCs的形态和不稳定铁池。（C）采用CCK-8评估RSCs的细胞活力（vs.FAC0）。（D）RSCs的相对荧光强度（vs.FAC0）。数据为平均值±SD，n=6，*P<0.05，**P<0.01。

图3.铁过载下GSH、GPX4、MMP和ROS的测定。（A）在膜上接种细胞，然后用FAC10处理。采用酶标仪评估细胞内GSH含量（B）和GPX4活性（C）。DFO缓解了MMP的下降（D），铁诱导了ROS的增加（E）。使用Image J计算JC1红/绿比（F）和DCFH-DA荧光强度（G）（数据为平均值±SD，n=3）。*与PDPLA组相比，*P<0.05，**P<0.01；#与PDPLA+FAC组相比，##P<0.01。

图4.DFO可抑制铁过载诱导的ER和线粒体相关细胞凋亡。（A）以β-肌动蛋白为参考，通过蛋白质印迹分析GRP78、Bax和Bcl-2的蛋白质表达。（B）GRP78、Bax和Bcl-2的相对蛋白表达（与β-肌动蛋白相比，n=3）。（C）凋亡细胞的ANNEXIN/PI荧光染色和细胞核的DAPI染色，以及（D）相对荧光强度测量（vs.PDPLA，n=3）。数据为平均值±SD，*与PDPLA组相比，*P<0.05，**P<0.01；#与PDPLA+FAC组相比，#P<0.05，##P<0.01。

图5.通过H&E染色（比例尺=50μm）（A）、TB染色（比例尺=50μm）（B）和TEM（比例尺=10μm）（C）进行组织学调查和形态学分析。（D）通过Image J根据TB计算相对髓鞘面积（与对照相比）。（E）计算每mm2的髓鞘数量（与对照相比）。（F）PDPLA/DFO减少了神经损伤后的炎症浸润。数据为平均值±SD，n=3，*与对照组相比，*P<0.05，**P<0.01；#与PDPLA组相比，#P<0.05，##P<0.05。

图6.评估远端神经的微环境。（A）获取远侧端的横截面。（B）HO-1和CD68的免疫荧光（比例尺=20μm）；TNF-α、IL-1β和IL10的免疫组织化学（比例尺=50μm）；以及TUNEL（比例尺=20μm）。（C）半定量蛋白表达和细胞凋亡率的测量。数据为平均值±SD，n=3，*与对照组相比，*p<0.05，**p<0.01；#与PDPLA组相比，#p<0.05，##p<0.05。

图7.PNI（周围神经损伤）后PDPLA/DFO缓解了ER和线粒体压力。（A）远侧端在1700×（比例尺=2μm）和5000×（比例尺=1μm）下的TEM图像。（B）线粒体相关蛋白：BAX、BCL2和Cyt-C，以及（C）ER相关蛋白：GRP78、CHOP、IRE-1α和XBP1的免疫组织化学染色（比例尺=50μm）。（D）（i）BAX/BCL2，（ii）Cyt-C，（iii）GRP78，（iv）CHOP，（v）IRE-1a，（vi）XBP的半定量分析。数据为平均值±SD，n=3，*与对照组相比，*P<0.05，**P<0.01；#与PDPLA组相比，#P<0.05，##P<0.05。

图8.PDPLA/DFO刺激神经再生。（A）PNI后4周每组的神经修复情况。再生神经的H&E染色，（B）15×（比例尺=1mm）和（C）100×（比例尺=100μm）。