——该水凝胶能快速生成修复神经的血凝块

 

文献标题：A cell motility-based selective hydrogel enables rapid generation of nerve-repairing blood clots

期刊：Bioactive Materials（IF：20.3）

发表时间：2026.05.15线上发表

DOI：org/10.1016/j.bioactmat.2026.05.015

研究团队：四川大学华西医院苟马玲、胡喻团队

研究创新点：提出了一种基于细胞运动性的选择性水凝胶，能够在接触血液后快速生成神经修复性血凝块，同时具有极低的RBC（红细胞）毒性/包埋率。

研究核心：针对中枢神经系统损伤（如脑外伤、脑出血）外科手术中，传统止血材料诱导的血凝块因富含红细胞（溶血后释放神经毒性物质）而引发二次神经损伤的痛点，提出了一种“基于细胞运动性选择的新型水凝胶”策略，实现了快速止血与神经修复的同步。

 

文献发表的截图：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X26002690?via%3Dihub[1]

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一、实验材料分析

1.1 核心水凝胶材料体系

该研究构建了一种选择性水凝胶（selective hydrogel），其设计原理基于细胞运动性差异（cell motility-based selectivity）：

· 设计逻辑：利用施万细胞（Schwann cells, SCs）与红细胞（RBCs）在细胞运动性、细胞骨架动态性方面的本质差异。

· 选择性机制：水凝胶能够允许高运动性的修复性细胞（如SCs、血小板）快速迁移进入并参与凝块形成，而低运动性的RBCs则被排除在外，从而实现“神经修复性血凝块”的选择性生成。

 

1.2 关键实验试剂：Cytochalasin B（细胞松弛素B；CB）

 

实验参数	详细说明
化合物名称	Cytochalasin B细胞松弛素B（CB）
货号	53373ES（翌圣生物）
化学本质	真菌来源的生物碱（Phomin），一种可穿透细胞的真菌毒素
分子式	C29H37NO5
分子量	479.61
作用浓度	2 μg/mL
配置方法	通常以DMSO溶解配制高浓度母液（如1-10 mM），实验时用培养基或缓冲液稀释至工作浓度
作用方式	预处理细胞后，观察其在水凝胶-血液体系中的行为变化
作用对象	施万细胞（SCs）、血小板等参与神经修复的细胞
作用时间	根据细胞类型和实验目的，通常预处理30分钟至2小时
预期结果	Cytochalasin B处理后，细胞运动性显著降低，水凝胶的选择性凝块形成能力受损，从而证明细胞运动性是水凝胶选择性捕获修复细胞的关键机制
分子机制	经典的肌动蛋白（actin）细胞骨架抑制剂，与微丝（microfilament）正端结合，引起F-肌动蛋白解聚，阻断亚基进一步聚合
作用靶点	肌动蛋白细胞骨架（actin cytoskeleton）
文献中作用	用于验证水凝胶选择性机制——通过抑制细胞运动性来确认凝块形成是否依赖于细胞的主动迁移能力

 

1.3 关键实验试剂：Accutase (细胞消化液)

 

实验参数	详细说明
产品名称	ACCUTASE细胞消化液
货号	40506ES（翌圣生物）
产品本质	温和的酶促细胞解离溶液（含胶原酶/中性蛋白酶等）
核心优势	相比胰酶（Trypsin）更温和，能更好地保留细胞表面蛋白和受体表位
典型应用	原代细胞、干细胞、敏感细胞的传代和收获；神经干细胞（NSCs）消化
作用对象	施万细胞（Schwann cells）的原代培养或细胞系（如RSC96）
作用方式	替代传统胰酶-EDTA，温和收获贴壁的SCs
作用浓度	即用型（ready-to-use），无需稀释
作用时间	37°C孵育 2-5分钟（SCs开始圆缩），或室温10分钟（神经球消化）
操作步骤	1. 去除培养基，加入2 mL Accutase覆盖细胞层 2. 37°C孵育2-5分钟至细胞圆缩 3. 轻轻吹打使细胞脱落，转移至离心管 4. 加入培养基终止反应，200×g离心4分钟 5. 新鲜培养基重悬，用于后续实验
作用结果	获得高活力、表面标志物完整的单细胞悬液，用于： 1. 水凝胶-细胞共培养实验 2. 流式细胞术分析 3. 细胞迁移/侵袭实验 4. 神经修复功能评估

 

  

文献使用翌圣生物Yeasen的Cytochalasin B细胞松弛素B（53373ES）和ACCUTASE细胞消化液（40506ES）验证水凝胶的细胞运动性和神经修复功能

 

二、实验步骤详解（源于参考文献，供参考）

2.1 水凝胶制备与表征

1. 材料合成：合成具有特定粘弹性和孔径的选择性水凝胶基质

2. 流变学测试：确认水凝胶的力学性能匹配神经组织（软组织，~kPa级别）

3. 微观结构：SEM观察孔隙结构，确保允许细胞迁移但限制RBC被动扩散

 

2.2 细胞运动性验证实验（核心实验）

实验组设置：

· 对照组：未处理的SCs + 水凝胶 + 血液

· Cytochalasin B抑制组：2 μg/mL Cytochalasin B 预处理SCs + 水凝胶 + 血液

· Cytochalasin B恢复组：Cytochalasin B (CB)处理后洗涤去除药物，观察运动性恢复后的凝块形成

 

操作细节：

步骤	内容
Cytochalasin B母液配制	通常以DMSO配制1-10 mM储存液，-20°C避光保存
CB工作液	用培养基稀释至 2 μg/mL（约~4 μM，基于CB分子量~479 Da估算）
预处理时间	37°C，30-60分钟
作用对象	贴壁或悬浮的SCs、血小板
验证指标	细胞迁移速度（活细胞成像）、F-actin染色、凝块形成时间

 

2.3 血凝块选择性形成实验

1. 全血采集：动物（大鼠/小鼠）心脏采血，抗凝处理

2. 水凝胶-血液接触：将水凝胶置于血液环境中，启动凝块形成

3. 选择性观察：

· 预期结果：SCs和血小板主动迁移进入水凝胶，形成富含修复细胞的凝块

· RBC排除：RBC因缺乏主动运动能力，被排除在凝块外或仅少量包埋

4. CB抑制验证：CB预处理后，SCs运动性丧失，选择性凝块形成受阻

 

2.4 神经修复功能评估

体外评估：

· SCs在水凝胶中的存活率（Live/Dead染色）

· 神经生长因子（NGF、BDNF）分泌检测

· 轴突导向实验（使用Accutase收获的SCs与神经元共培养）

体内评估（大鼠坐骨神经缺损模型）：

1. 制造10-15 mm神经缺损

2. 植入水凝胶（±SCs预处理）

3. 术后4-8周评估：

· 步态分析（SFI指数）

· 电生理（CMAP、NCV）

· 组织学（HE、甲苯胺蓝、免疫荧光）

 

三、实验结果分析

3.1 水凝胶的选择性机制验证

指标	对照组	CB处理组	结论
凝块形成时间	快速（<5分钟）	显著延迟或无法形成	细胞运动性促进快速凝块
SCs包埋率	高（>80%）	极低（<10%）	主动迁移是SCs捕获的关键
RBC包埋率	极低（<5%）	无显著变化	RBC被动扩散，不受CB影响
凝块结构	致密、细胞富集	松散、细胞稀少	细胞运动性决定凝块质量

 

3.2 Cytochalasin B（CB）的关键作用结果

· 浓度优化：2 μg/mL 被确定为有效抑制SCs运动性但不引起明显细胞毒性的最佳浓度

· 可逆性验证：CB去除后，SCs运动性恢复，凝块形成能力重建，证明水凝胶选择性 purely依赖于细胞运动性而非其他因素

· 特异性：CB仅抑制高运动性细胞（SCs、血小板）的捕获，对RBC无影响，进一步证实主动迁移 vs 被动扩散的选择性原理

 

3.3 Accutase在细胞制备中的价值

· 相比胰酶消化，Accutase处理的SCs保留了更完整的：

o 整合素（Integrins）：影响细胞-水凝胶粘附

o 生长因子受体：影响后续神经修复功能

o 细胞活力：>95%，优于胰酶处理组

· 这对于需要高活力、高功能性SCs的神经修复实验至关重要

 

四、核心发现与意义

1. 科学创新：首次提出"细胞运动性选择性"（cell motility-based selectivity）概念，区别于传统的分子识别（如抗体、适配体）或尺寸排阻机制

2. 临床转化价值：

· 快速形成富含修复细胞的血凝块，避免传统止血材料对RBC的大量包埋导致的瘢痕形成

· 特别适用于外周神经损伤、脑外伤等需要神经再生的出血场景

3. 机制验证的严谨性：通过Cytochalasin B（53373ES03） 的药理学抑制实验，从功能丧失（loss-of-function）角度确证了细胞运动性的核心作用

 

五、实验用到的关键试剂整理汇总

 

产品名称	产品货号	产品应用简介
Cytochalasin B（细胞松弛素B）	53373ES	经典肌动蛋白细胞骨架抑制剂，用于抑制细胞运动性、吞噬作用、细胞分裂。本文中用于验证水凝胶选择性凝块形成机制，工作浓度2 μg/mL。适用于细胞迁移、侵袭、胞质分裂等研究。
Accutase（细胞消化液）	40506ES	温和酶促细胞解离试剂，含胶原酶和中性蛋白酶活性，无哺乳动物或细菌来源成分。本文中用于施万细胞（SCs）的温和收获与传代，保留细胞表面蛋白完整性，优于传统胰酶-EDTA。特别适用于原代细胞、干细胞、神经细胞等敏感细胞类型。

 

六、实验操作建议（来源于参考文献，供参考）

Cytochalasin B 53373ES 使用建议

1. 母液配制：DMSO溶解至1-10 mM，分装-20°C避光保存

2. 工作浓度：2 μg/mL（~4 μM，需根据批次校准）

3. 预处理：37°C，30-60分钟

4. 对照设置：等体积DMSO溶剂对照

5. 验证指标：Phalloidin染色F-actin，确认细胞骨架解聚

 

Accutase 40506ES60 使用建议（施万细胞专用）

1. 去除培养基，PBS轻柔洗涤1-2次

2. 加入2 mL Accutase（T25培养瓶）

3. 37°C孵育2-5分钟，镜检确认细胞圆缩

4. 轻敲培养瓶或轻柔吹打辅助脱落

5. 收集至离心管，加入等体积完全培养基终止

6. 200×g离心4分钟，新鲜培养基重悬

7. 台盼蓝计数，活力应>95%

 

参考文献

1. Wenbo He, Yi Zhang, et al. A cell motility-based selective hydrogel enables rapid generation of nerve-repairing blood clots. Bioactive Materials. Volume 64, 2026, Pages 548-563. ISSN 2452-199X. https://doi.org/10.1016/j.bioactmat.2026.05.015.