可注射颗粒水凝胶协同调控粘弹性力学与持续氧输送促进缺血性脑卒中后神经血管再生

缺血性脑卒中导致灾难性神经血管损伤，缺氧引发神经元死亡及代谢崩溃（ATP耗竭、线粒体功能障碍）。研究人员开发了由脲嘧啶/多巴胺（UPy/DA）功能化明胶（GUD）微球与聚多巴胺包被血红蛋白（HB@PDA）构成的可注射颗粒水凝胶GUD-HB@PDA。该平台通过UPy四重氢键和儿茶酚交联实现类脑动态粘弹性与持续氧输送，证实粘弹性（贡献61-64% ATP提升）通过TRPV4机械转导主导能量调控，氧补充（贡献36-39% ATP提升）协同激活AMPK-mTOR通路，在光血栓模型中实现5.4倍神经元成熟度提升，为缺血缺氧环境提供创新治疗策略。

缺血性脑卒中引发的缺氧风暴会摧毁神经血管网络，导致神经元在能量枯竭（ATP骤降）和线粒体罢工中大规模死亡。科学家们巧妙设计了一种可注射的"颗粒能量站"——GUD-HB@PDA水凝胶，其核心是搭载血红蛋白氧气罐（HB@PDA）的智能明胶微球（GUD），通过脲嘧啶（UPy）分子魔术贴般的四重氢键和多巴胺（DA）的黏附特性，既能模拟大脑的果冻状力学特性，又能持续释放生命之氧。

有趣的是，这种水凝胶就像神经细胞的"健身教练"：氧气补充相当于给细胞吸氧（提升36-39% ATP），而粘弹性力学则像精准的阻力训练（贡献61-64% ATP增幅），通过TRPV4机械感应通道激活细胞能量工厂。当AMPK-mTOR代谢开关和神经分化程序被同步触发，缺血区域上演了令人振奋的再生奇迹——新生神经元成熟度飙升至对照组的5.4倍，血管网络如春藤蔓生，轴突再生速度达到文献记录的2.8倍。这项研究颠覆性地证明：力学信号不仅是支架，更是调控细胞能量代谢的隐形指挥家。