脳卒中後の脳修復を促進する注入型生体材料を開発(Injectable Biomaterial Harnesses the Immune System to Promote Brain Repair After Stroke)

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2026-07-23 デューク大学(Duke)

デューク大学の研究チームは、脳卒中で損傷した脳組織の修復を促進する注入型バイオマテリアルを開発した。この材料は脳内に注入すると細胞外マトリックスに似た足場を形成し、神経幹細胞や血管新生を誘導して損傷部位の再生を支援する。動物実験では、材料の投与により炎症反応が抑制されるとともに、神経細胞や血管の再生が促進され、運動機能や神経機能の回復が有意に改善した。さらに、従来は脳卒中発症直後に限られていた治療可能期間を超えても効果が認められ、慢性期患者への応用可能性も示された。本技術は脳内で徐々に分解されながら組織再生を促すため、失われた脳組織を単に補填するのではなく、生体本来の修復能力を活性化する新しい再生医療アプローチと位置付けられる。今後は臨床応用に向けた安全性や有効性の検証が進められ、脳卒中後遺症の治療法として期待される。

<関連情報>

IL-4/C1q活性化アストロサイト由来細胞外小胞は末梢白血球を動員することにより脳卒中梗塞の回復を促進する IL-4/C1q activated astrocyte-derived extracellular vesicles promote stroke infarct recovery by recruiting peripheral leukocytes

Shangjing Xin, Lucy Zhang, Nhi V. Phan, Mengying An, Ligen Shi, S. Thomas Carmichael, Tatiana Segura
Cell Biomaterials  Available online: 21 July 2026
DOI:https://doi.org/10.1016/j.celbio.2026.100543

脳卒中後の脳修復を促進する注入型生体材料を開発(Injectable Biomaterial Harnesses the Immune System to Promote Brain Repair After Stroke)

Highlights

  • Granular hydrogel retains and evenly distributes astrocyte EVs in stroke infarcts
  • IL-4/C1q activation enriches astrocyte EV miRNA cargo associated with leukocyte adhesion
  • IL-4/C1q EV-MAP recruits reparative macrophages and neutrophils into stroke infarct
  • EV-MAP hydrogel enhances infarct regeneration and functional recovery after stroke

Summary

Regeneration of the necrotic infarct core is not currently a goal of clinical stroke therapies. However, restoring this region would be essential for complete and durable functional recovery after ischemic stroke. We engineered an injectable microporous annealed particle scaffold (MAPS) with covalently anchored extracellular vesicles (EVs) derived from primary astrocytes activated by IL-1α/TNF-α/C1q or IL-4/C1q, and delivered them into the infarct cavity of mice five days post-stroke. Only MAPS with IL-4/C1q-EVs induced robust revascularization, with perfused microvessels forming in the infarct center in 9 days, and motor function restored to near-baseline levels by 8 weeks. These regeneration and functional improvement were associated with selective recruitment of reparative neutrophils and macrophages into the infarct. Neutrophil depletion abrogated angiogenesis, demonstrating that neutrophils are required for mediating tissue repair. This immune-vascular crosstalk is associated with IL-4-induced enrichment of EV cargo, including adhesion- and angiogenesis-related miRNAs, such as miR-377-3p and miR-143-5p.

医療・健康
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