针对上述问题，南通大学陈晓庆团队创新性提出“髓鞘碎片吸附”策略，设计了一种由聚己内酯（PCL）纳米纤维支架与预处理巨噬细胞膜（pMM）组成的复合生物材料（pMM-PCL），可为脊髓损伤修复提供 “同步清除碎片+减少泡沫细胞+调控微环境”的一体化解决方案。该材料借助预处理巨噬细胞膜表面高表达的CD36受体特异性吸附髓鞘碎片，通过PCL支架的负载与固定作用将碎片滞留于损伤脊髓外，既缓解了髓鞘碎片的直接神经毒性，又避免巨噬细胞吞噬形成泡沫细胞，同时还能减轻炎症反应、减少瘢痕形成并促进神经元再生，从而加速脊髓损伤后的神经修复与功能恢复。该文章于2025年06月26日以《A Myelin Debris Cleaner for Spinal Cord Injury Recovery: Polycaprolactone / Cell Membrane Assembled Scaffolds》为题发表于《Advanced Science》（DOI：10.1002/advs.202503269）。

图1.预处理巨噬细胞膜 - 聚己内酯（pMM-PCL）复合材料的合成及其对脊髓损伤（SCI）病理过程的调控示意图

（1）预处理巨噬细胞膜（pMM）的制备及其对髓鞘碎片吸附能力的验证

如图 2a-b 所示，经髓鞘碎片预处理的巨噬细胞体积增大呈 “泡沫样”，胞内脂滴增多，线粒体数量增加但结构异常（cristae 稀缺）。图 2c 的统计分析显示，预处理后巨噬细胞的线粒体数量（48.33±1.15）约为普通巨噬细胞（15.33±2.08）的 3 倍，证实髓鞘碎片吞噬引发线粒体数量显著变化。图 2d-e 证实，预处理使巨噬细胞膜上髓鞘碎片结合受体 CD36 的荧光强度从 7.35±0.56 升至 40.24±0.93，显著上调受体表达。图 2f 显示，通过低渗裂解与梯度离心成功提取出预处理巨噬细胞膜（pMM），呈多片段聚集结构。图 2g-h 的 MBP 免疫荧光检测表明，pMM 对髓鞘碎片的吸附效率（荧光强度 6.87±0.19）显著高于普通巨噬细胞膜（1.01±0.19，P<0.05），验证了 pMM 的核心吸附功能。

图2.pMM的制备及其对髓鞘碎片的吸附效果验证。A)巨噬细胞与经髓磷脂碎片预处理的巨噬细胞的光学显微镜比较。比例尺:200µm (× 10)。B)透射电镜(TEM)巨噬细胞与髓磷脂碎片预处理巨噬细胞的比较。比例尺:2µm (× 200)。图中黄色表示线粒体，红色表示脂滴。比例尺:500 nm (× 800)。C)线粒体数量的统计分析(n = 3)，通过t检验评估。D)巨噬细胞与髓磷脂碎片预处理巨噬细胞表面CD36受体数量的比较。比例尺:100µm (× 5)。E) CD36 IF强度的统计分析(n = 3)，通过t检验进行评估。F)预处理巨噬细胞细胞膜的光学显微镜和TEM。比尺:200µm (× 5)。G)巨噬细胞膜与预处理巨噬细胞膜对髓鞘碎片吸附效率的比较。比例尺:100µm (×5)。H)吸附MBP IF强度的统计分析(n = 3)，采用t检验评估。****p < 0.05

（2）PCL静电纺丝的制备

如图 3a 所示，研究构建了 16 种不同质量分数（8%、10%、12%、15%）与分子量（4.5w、6w、8w、10w）组合的聚己内酯（PCL）静电纺丝支架。图 3b 的统计结果显示，不同组合的有效纤维（珠状结构少）比例差异显著：15% 质量分数组因粘度过高，有效纤维比例最高仅 79.93±3.28%（10w 分子量），且纺丝易堵塞；8% 和 10% 质量分数组因粘度不足，有效纤维比例偏低，最低仅 35.80±3.10%（8% 质量分数 + 8w 分子量）；12% 质量分数组表现最优，其中 8w 分子量的有效纤维比例达 70.84±1.88%。图 3c-d 表明，12% 质量分数的 PCL 纺丝在各分子量下均表现更优，其中 8w 分子量的 PCL 纺丝有效纤维比例达 70.84±1.88%，直径（300.86±83.44nm）和孔径（470.92±148.08nm）适宜，且珠状结构最少，能满足生物相容性与降解性要求，最终被选为后续复合材料的载体。

图3.PCL静电纺丝的制备。A) 16种不同质量分数和分子量的PCL静电纺丝。比例尺:500 nm (× 50 000)。B)各合成条件下无珠静电纺丝的比例(n = 3) C) 12%质量分数下静电纺丝的孔径和直径的尺寸分布(n = 3)，通过非线性回归(高斯)评估

（3）PCL与pMM-PCL的扫描电镜(SEM)比较

如图 4a 所示，扫描电子显微镜（SEM）图像显示，聚己内酯（PCL）纳米纤维支架表面光滑，而预处理巨噬细胞膜 - 聚己内酯（pMM-PCL）复合材料因包覆了巨噬细胞膜，表面光泽度降低，呈现更粗糙的形貌，证实 pMM 成功负载于 PCL 支架。图 4b-c 的 X 射线光电子能谱（XPS）分析表明，pMM-PCL 复合材料检测到来自 pMM 的硫元素，而纯 PCL 中无此元素，进一步验证了复合材料的成功合成。图 4d 的原子力显微镜（AFM）结果显示，pMM-PCL 表面较 PCL 更平整，表面起伏显著减少，且 PCL 原有的丝状结构被 pMM 覆盖并填充部分孔隙，为髓鞘碎片吸附提供了连续的功能界面。图 4e 的力学测试表明，pMM 包覆后 PCL 的最大应力从 125MPa 提升至 150MPa，延展性显著增强，更适配脊髓损伤部位的力学环境。图 4f 的降解实验显示，pMM 单独降解仅需 13 天，PCL 完全降解需 41 天，而 pMM-PCL 的降解周期延长至 44 天，能持续发挥吸附作用。图 4g 的亲水性测试表明，pMM-PCL 的水接触角为 46.3°-52.0°，远低于 PCL 的 72.8°-72.9°，亲水性显著提升，有利于提高生物相容性及与脊髓组织的粘附性。

图4.A) PCL与pMM-PCL的扫描电镜(SEM)比较。比例尺:500 nm (× 10)。B、C) PCL、pMM和pMM-PCL的x射线光电子能谱(XPS)分析。D) PCL和pMM-PCL的原子力显微镜(AFM)。比例尺:2.0µm (×50,00)。E) PCL与pMM-PCL之间的张力试验差异(n = 3)。F) pMM、PCL、pMM-PCL的降解率(n = 3)。G) PCL与pMM-PCL的亲水性试验

（4）pMM-PCL可减少泡沫细胞数量，调节其促炎作用

如图5a所示，油红O（ORO）染色结果显示，与对照组（80.33±2.51）和 PCL 组（64.33±3.51）相比，预处理巨噬细胞膜（pMM）组（25.66±3.05）和 pMM-PCL 组（22.66±3.51）的泡沫细胞密度显著降低，证实 pMM-PCL 继承了 pMM 对髓鞘碎片的吸附能力，可有效减少泡沫细胞形成（图 5b 为吸附机制示意图）。图 5c-d 的免疫荧光染色及定量分析显示（图 5f-g），pMM-PCL 组的抗炎标志物 Arg1 免疫荧光强度（44.84±2.99）显著高于对照组（3.77±0.39）和 PCL 组（5.17±0.28），而促炎标志物 iNOS 强度（6.64±0.32）显著低于对照组（28.96±1.36）和 PCL 组（29.65±0.69）。

图5.pMM-PCL可减少泡沫细胞数量，调节其促炎作用。A) pMM-PCL通过吸附髓磷脂碎片限制泡沫细胞的形成。比例尺:200µm (× 5)。B) pMM-PCL吸附髓磷脂碎片的示意图。C,D) pMM-PCL提高巨噬细胞的促炎作用。比例尺:100µm (× 5). E-G)泡沫细胞、Arg1和iNOS强度的鉴定(n = 3)，通过单向ANOVA进行评估。* p < 0.05;** p < 0.01;*** p < 0.001;**** p < 0.0001

（5）pMM-PCL上吸附的髓磷脂碎片吸引巨噬细胞并使其偏斜促炎

如图 6a-b 所示，免疫荧光染色结果显示，pMM-PCL 组的促炎标志物 iNOS 免疫荧光强度（96.98±2.22）显著高于对照组（30.38±2.63）、pMM 组（84.13±9.31）和 PCL 组（50.44±2.31），表明 pMM-PCL 吸附髓鞘碎片后可招募巨噬细胞并诱导其向促炎表型极化。图 6c 的抗炎症标志物 Arg1 染色及定量分析显示（图 6d），pMM-PCL 组的 Arg1 荧光强度（19.25±2.29）显著低于对照组（82.15±2.86）和 PCL 组（66.10±10.39），进一步证实吸附髓鞘碎片的 pMM-PCL 会引发局部促炎反应。

图6.pMM-PCL上吸附的髓磷脂碎片吸引巨噬细胞并使其偏斜促炎。A) pMM-PCL吸附髓鞘碎片后致密的促炎标志物。比例尺:100µm (× 5)。B) iNOS强度的鉴定(n = 3)，通过单向ANOVA进行评估。C) pMM-PCL在髓鞘碎片吸附后出现稀疏的抗炎标志物。比例尺:100µm (× 5)。D) Airg1强度的鉴定(n = 3)，通过单向ANOVA进行评估。* p < 0.05;** p < 0.01;*** p < 0.001;**** p < 0.0001。

（6）髓磷脂碎片对巨噬细胞和pMM-PCL的趋化作用增强了髓磷脂碎片对神经元的直接抑制作用

如图 7a 及定量分析（图 7b）所示，Transwell 侵袭实验中，pMM-PCL 组下室迁移的巨噬细胞数量（96.59±0.10）显著高于 pMM 组（87.18±1.85）、对照组（69.62±0.38）和 PCL 组（58.47±0.06），证实 pMM-PCL 吸附髓鞘碎片后，对巨噬细胞具有强效趋化作用，可招募其向材料部位迁移。如图 7c 及定量分析（图 7d）所示，PC12 细胞划痕实验中，pMM-PCL 组的 PC12 细胞迁移率（52.96±0.67%）与 pMM 组（52.30±0.36%）相近，且显著高于对照组（31.68±1.26%）和 PCL 组（37.49±0.50%）。

图7.髓磷脂碎片对巨噬细胞和pMM-PCL的趋化作用增强了髓磷脂碎片对神经元的直接抑制作用。A) Transwell实验中巨噬细胞的侵袭。比例尺:100µm (× 5)。B)下腔内迁移巨噬细胞的量化(n = 3)，通过单向ANOVA评估。C)各组PC12与髓磷脂碎片共培养的增殖情况。比例尺:100µm (× 5)。D)伤口愈合试验中迁移PC12的量化(n = 3)，通过单向ANOVA进行评估。* p < 0.05;** p < 0.01;*** p < 0.001;**** p < 0.0001

（7）pMM-PCL导致泡沫细胞向脊髓边缘移动，促进SCI修复

如图 8a 所示，油红 O（ORO）染色结果显示，脊髓损伤（SCI）组和 PCL 组的泡沫细胞主要集中在损伤核心区，染色密度高；而 pMM 组和 pMM-PCL 组的泡沫细胞向脊髓边缘分散，损伤核心区染色稀疏，且 pMM-PCL 组的分散效果更显著，证实 pMM-PCL 可有效将泡沫细胞从损伤核心转移至边缘，减少核心区毒性积累。如图 8b 所示，Masson 染色结果显示，SCI 组损伤部位存在明显的组织空洞和致密瘢痕（蓝色区域），而 pMM-PCL 组的空洞面积显著缩小，瘢痕组织稀疏，损伤两端组织连续性良好；pMM 组和 PCL 组虽有改善，但效果不及 pMM-PCL 组。

图8.pMM-PCL导致泡沫细胞向脊髓边缘移动，促进SCI修复。A)各组的ORO染色。左图为低放大倍数，比例尺:500µm (×5);右图为高倍放大，比例尺:500µm (× 10)。B) Masson染色。上面是低倍放大图。比例尺:500µm (× 5)，下图为放大图。比例尺:500µm (×10)

(8)pMM-PCL促进神经元再生，减少体内瘢痕形成

如图 9 所示，6 周后脊髓损伤（SCI）组织的免疫荧光染色结果显示，pMM-PCL 组的神经元标志物（MAP2、TUBB3）和轴突标志物（NF200）荧光强度显著高于 SCI 组、PCL 组和 pMM 组，且阳性信号在损伤区域广泛分布，形成连续的再生组织桥接，证实 pMM-PCL 可强效促进神经元再生与轴突延伸。同时，pMM-PCL 组的胶质瘢痕标志物（GFAP）荧光强度（15.27±3.51）显著低于其他组（SCI 组最高），蓝色 DAPI 染色显示损伤区细胞核分布均匀，无明显空洞或组织断裂，表明 pMM-PCL 能有效抑制胶质瘢痕过度形成，维持组织完整性。

图9.pMM-PCL促进神经元再生，减少体内瘢痕形成。6-wpi，对四组DAPI(蓝色)、MAP2(绿色)、NF200(红色)、TUBB3(绿色)、GFAP(红色)进行免疫荧光分析。低倍放大图，比例尺:500µm (× 4)。放大图，比例尺:500µm (× 10)

(9)pMM-PCL对SCI恢复的益处

如图10a 所示，Masson 染色蓝色区域定量分析显示，pMM-PCL 组的瘢痕面积（30.65±1.06）显著低于 SCI 组（44.49±0.98）、PCL 组和 pMM 组，证实 pMM-PCL 能有效减轻脊髓损伤后的瘢痕形成。如图 10b-d 所示，神经元标志物（MAP2）、轴突标志物（NF200）及微管蛋白标志物（TUBB3）的免疫荧光强度定量结果显示，pMM-PCL 组的三项指标分别为 55.32±4.19、65.93±4.13、66.13±4.68，均显著高于 SCI 组（20.81±2.02、20.23±2.02、19.84±6.32）、PCL 组和 pMM 组，表明 pMM-PCL 可强效促进神经元再生与轴突修复。如图 10e 所示，胶质瘢痕标志物（GFAP）的免疫荧光强度定量结果显示，pMM-PCL 组（15.27±3.51）显著低于其他各组，进一步验证其抑制胶质瘢痕过度增生的作用。

图10.pMM-PCL对SCI恢复的益处。A) Masson染色中蓝色区域的鉴定(n = 3)，通过单向ANOVA评估。B) MAP2免疫荧光强度的鉴定。C).通过单向ANOVA评估NF200免疫荧光强度(n = 3)的资格。D) tubb3免疫荧光强度的鉴定(n = 3)，通过单向ANOVA评估。E) GFAP免疫荧光强度的鉴定(n = 3)，通过单向ANOVA评估。* p < 0.05;** p < 0.01;*** p < 0.001;**** p < 0.0001

(10) pMM-PCL促进SCI大鼠功能恢复

如图 11a 及定量分析（图 11b-c）所示，Catwalk 步态分析结果显示，42 天术后（42-dpi）pMM-PCL 组大鼠双后肢接地面积（右：210.69±3.41；左：217.90±2.66）显著大于 SCI 组和 PCL 组，且接近假手术（Sham）组水平，表明大鼠肢体支撑能力明显恢复。如图 11a 及定量分析（图 11d-e）所示，pMM-PCL 组大鼠双后肢接地时间（右：0.37±0.02s；左：0.28±0.01s）显著长于其他损伤组，步态周期更规律，无拖尾或步态紊乱现象，证实运动功能协调性显著改善。如图 11f 所示，Basso、Beattie、Bresnahan（BBB）评分结果显示，pMM-PCL 组大鼠从 14-dpi 起评分便显著高于其他组，42-dpi 时达到 16.04±0.09 分，远高于 SCI 组和 PCL 组，接近正常运动功能水平。

图11.pMM-PCL促进SCI大鼠功能恢复。A)用于反映功能恢复的双后肢步态分析。B,C)行走周期中两后肢地面面积的量化(n = 3)，通过单向ANOVA进行评估。D,E)一个步行周期内双后肢接地时间的量化(n = 3)，通过单向ANOVA进行评估。F) BBB评分用于反映双后肢运动功能的恢复(n = 3)，通过单向ANOVA评估。* p < 0.05;** p < 0.01;*** p < 0.001;**** p < 0.0001

(11) pMM-PCL改变SCI患者原有的脂质代谢

如图 12a-c 所示，脂质组学分析（PCA 分析、差异筛选统计、火山图）显示，pMM-PCL 组与 SCI 组的脊髓脂质代谢谱存在显著差异，共鉴定出 173 种差异脂质成分，其中 85 种下调、88 种上调，证实 pMM-PCL 可重编程脊髓损伤后的脂质代谢过程。如图 12d 及棒棒糖图（图 12i）所示，SCI 后上调的甘油三酯（TG）、溶血磷脂酰胆碱（LPC）、鞘磷脂（SM）等脂质在 pMM-PCL 干预后显著降低，而 SCI 后下调的神经酰胺甘油（CerG）进一步减少，表明 pMM-PCL 通过吸附髓鞘碎片，有效清除了损伤部位积累的毒性脂质。如图 12e-h 所示，KEGG 通路富集分析显示，pMM-PCL 组的脂肪酸生物合成通路显著下调，神经生长因子通路、NF-κB 炎症通路发生明显改变，与体外实验中炎症缓解、神经保护的结果一致。图 12j 的相关性分析则揭示了差异脂质间的相互作用网络，为理解 pMM-PCL 调控脂质代谢的机制提供了依据。

图12.pMM-PCL改变SCI患者原有的脂质代谢。A)对8个样本的脂质组学数据进行PCA。B)差异筛选结果统计。C)火山图显示差异表达的代谢物。D)热图显示样品间脂质组成的差异。E-H): KEGG途径富集分析。I)棒棒糖图直观地显示了差异代谢物及其折叠变化值。J)差异代谢物之间的相关性

(12) pMM-PCL改变SCI的蛋白质代谢

如图 13a-c 所示，蛋白质组学分析（PCA 分析、差异筛选统计、火山图）显示，pMM-PCL 组与 SCI 组的脊髓蛋白质表达谱差异显著，共鉴定出 1172 种差异蛋白质，其中 615 种上调、567 种下调，证实 pMM-PCL 可广泛调控脊髓损伤后的蛋白质表达网络。如图 13d 所示，热图分析直观呈现了两组间差异蛋白质的表达模式，SCI 组中与脂质代谢、神经退行性疾病及炎症相关的蛋白质表达量显著高于 pMM-PCL 组，间接反映 pMM-PCL 干预后髓鞘碎片积累减少、损伤微环境改善。如图 13e-f 所示，KEGG 通路与 Wiki Pathways 富集分析显示，差异蛋白质主要参与代谢过程、细胞进程及疾病相关通路，与脂质组学结果相互印证，共同揭示 pMM-PCL 在炎症调控、脂质代谢平衡及神经保护中的多重作用。图 13g 的差异蛋白质相互作用网络显示，CD74、Ctnnb1、Thbs1 等核心蛋白质与脂质稳态、巨噬细胞迁移及瘢痕形成相关，为阐明 pMM-PCL 的修复机制提供了关键靶点。

图13.pMM-PCL改变SCI的蛋白质代谢。A)对6个样品的蛋白质组学数据进行PCA。B)差异筛选结果统计。C)火山图显示差异表达的代谢物。D)热图显示了样品之间蛋白质表达的差异。E) KEGG途径富集分析。F) Wikipathways的富集分析强化和补充了KEGG分析。G)差异蛋白相互作用网络显示了蛋白质之间的关系

(13) 脂质组学和蛋白质组学联合分析

如图 14a 所示，脂质组学与蛋白质组学的关联分析显示，磷脂酰乙醇胺（PE）、磷脂酰甘油（PG）、二酰甘油（DG）、神经酰胺甘油（CerG）、磷脂酸（PA）等差异脂质与差异蛋白质存在紧密相关性，证实 pMM-PCL 可通过协同调控脂质与蛋白质代谢影响脊髓损伤修复过程。如图 14b-d 所示，共同通路富集分析显示，pMM-PCL 干预后，脂质分解代谢、脂肪酸生物合成等代谢相关通路发生显著改变，同时与髓鞘碎片吞噬相关的 FcγR 受体表达下调，表明损伤部位髓鞘碎片负载减少，代谢紊乱得到纠正。

图14.脂质组学和蛋白质组学联合分析。A)差异蛋白组分与差异脂质组分的相关性分析。B-D)差异蛋白和差异代谢物的共同通路分析