由于复杂的再生微环境，周围神经修复在临床治疗中面临重大挑战。严重损伤可能导致铁稳态失调，过量铁通过Fenton反应产生活性氧（ROS）。随后的氧化应激进一步导致线粒体和内质网（ER）应激，阻碍神经再生。此外，血管重塑不足也限制了受损神经的修复。

2026年1月1日，武汉理工大学/武汉大学戴红莲、武汉大学喻爱喜共同通讯在Advanced Materials在线发表题为Poly(Citric Acid) Bidirectional Regulator: Coordinating Iron Homeostasis to Suppress Stress Responses and Boosting Mitochondrial Bioenergetics for Enhanced Nerve Repair的研究论文。

该研究构建了一种负载聚柠檬酸（PCA）的明胶-硫辛酸（Gel-LA）微凝胶水凝胶填充取向电纺纤维导管。通过拓扑结构引导轴突定向排列，借助微凝胶级联孔结构促进细胞浸润与营养物质运输，并利用聚柠檬酸的亚铁离子（Fe²⁺）螯合作用调控再生微环境。

结果表明，该导管可有效降低损伤部位亚铁离子水平，进而缓解线粒体与内质网应激，同时促进能量代谢、血管重建及神经再生。该研究凸显了聚柠檬酸在调控神经损伤微环境中的潜力，为组织工程支架的研发提供了新思路。

另外，2025年12月19日，武汉大学/武汉理工大学戴红莲、武汉大学喻爱喜共同通讯在Advanced Materials 在线发表题为An Injectable and Modular NO-Adaptive Delivery System for Modulating Regenerative Microenvironment in Long-Segment Nerve Injury的研究论文。该研究通过重构神经再生微环境、增强细胞迁移能力并加速轴突生长，针对性解决上述问题。

通过整合一氧化氮信号、水凝胶支架与电刺激，该多功能导管有效突破了长节段缺损部位神经再生的关键障碍，为修复长节段周围神经损伤提供了极具前景的策略，也为神经疾病治疗及组织再生的更广泛应用带来了新思路。

周围神经损伤（PNI）是一种严重的临床问题，常由先天性缺陷、意外事故、手术并发症及其他创伤引发，导致运动功能障碍和感觉能力丧失。然而，周围神经复杂的结构与功能使其完全修复极具挑战性。自体移植手术（适用于成人3cm以上横断损伤）是目前临床主要治疗方案，但受限于供体稀缺、供区二次损伤、尺寸不匹配以及神经瘤频发等问题。

组织工程支架神经导管的出现为周围神经损伤修复提供了可行途径，这类导管作为连接神经断端的功能性“桥梁”，可促进血管和轴突再生，实现损伤部位修复。在修复过程中，神经再生相关细胞的行为活动往往需要抵抗严重氧化应激、血供不足及能量供应匮乏的干扰。

此外，严重神经损伤会导致神经细胞代谢紊乱、铁调节蛋白功能异常及细胞死亡，进而影响铁的摄取、储存与利用，难以维持铁稳态，引发铁过载甚至铁死亡。越来越多的证据表明，由于损伤部位的出血与溶血、髓鞘和铁蛋白的降解，以及浸润巨噬细胞和雪旺细胞（SCs）中的铁调控失衡，铁异常沉积是周围神经损伤后具有重要机制意义的结果。

这些过程会扩大具有催化活性的亚铁离子（Fe²⁺）库，进而驱动Fenton反应（过氧化氢（H₂O₂）与亚铁离子（Fe²⁺）反应生成羟基自由基（·OH）），诱发过量氧化应激和脂质过氧化。

该级联反应会广泛损伤细胞膜和线粒体，影响能量供应通路，且易引发内质网（ER）和线粒体应激，从而阻碍轴突再生进程。因此，选择一种能有效减少亚铁离子蓄积的功能性物质构建神经导管，对于抵抗氧化应激环境、避免神经再生并发症、加速神经再生至关重要。

柠檬酸（CA）单体含有三个羧基和一个羟基，可高效螯合亚铁离子。其多功能基团使其具有高度聚合性，生成的聚柠檬酸（PCA）展现出更高的亚铁离子螯合效率。此外，聚柠檬酸因制备简便、生物相容性良好，已广泛用于组织工程领域，尤其在骨、皮肤、血管等多种组织再生中发挥作用。

因此，作为一种有效的亚铁离子螯合剂，聚柠檬酸在周围神经损伤修复中具有巨大潜力，可通过调控铁稳态减轻内质网应激、保护线粒体功能。但负载聚柠檬酸的神经导管在周围神经修复中的生物作用机制仍不明确。

图1 生物活性PCA神经支架构建及周围神经再生微环境改善的示意图（摘自 Advanced Materials ）

作者构建了一种负载生物能量材料聚柠檬酸的神经修复导管，以应对周围神经缺损问题。首先通过微流控技术，以负载聚柠檬酸的明胶-硫辛酸（Gel-LA）前驱体溶液合成微凝胶模块，随后将其注入通过静电纺丝制备的取向聚（3S-甲基吗啉-2,5-二酮-co-ε-己内酯）[P(MMD-CL)]导管中并进一步光交联，最终形成微凝胶水凝胶填充的神经支架，该支架可提供物理和生物双重引导信号。

植入后，导管表面的取向纤维为细胞黏附提供接触引导，微凝胶水凝胶的级联孔结构增大比表面积，为细胞提供大量黏附位点和生长空间，而聚柠檬酸则发挥螯合亚铁离子的作用，抑制铁催化的氧化应激反应及缺氧诱导因子的分解。

结果表明，水凝胶中聚柠檬酸的最优浓度可降低损伤部位亚铁离子水平，缓解线粒体和内质网应激，保护线粒体功能以增强能量代谢，减少大鼠雪旺细胞（RSCs）凋亡，并促进人脐静脉内皮细胞（HUVECs）的迁移和管腔形成。

体内实验证实，得益于聚柠檬酸对周围神经损伤微环境的有效调控，聚柠檬酸/明胶-硫辛酸/聚（3S-甲基吗啉-2,5-二酮-co-ε-己内酯）联合治疗显著改善了坐骨神经横断损伤的Sprague-Dawley（SD）大鼠的神经形态和功能。该研究揭示了聚柠檬酸在周围神经修复中的生物调控机制，为组织再生工程提供了一种极具前景的策略。

参考消息：

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202507931