近日，四川大学生物治疗全国重点实验室干细胞与组织工程研究中心、骨科研究所解慧琪研究院团队联合我院耳鼻咽喉-头颈外科杨慧主任医师、胡娟娟副主任医师团队，在Nature Communications发表题为“Redox-regulated In Situ-Forming Hydrogel Informed by Single-Cell Transcriptomics for Functional Restoration of Injured Vocal Folds”的研究论文。该研究基于受损人声带组织的单细胞转录组分析，发现受损声带上皮细胞中活性氧（ROS）相关通路显著激活，并据此构建了一种可通过内镜给药、快速原位成胶的抗氧化水凝胶，为声带损伤修复提供了新的非注射治疗策略。

声带损伤修复不同于普通皮肤创面修复，既需要完成黏膜上皮再生和组织结构重建，又必须维持高速振动和发声功能。因此，理想的声带修复材料不仅要促进组织愈合，还需具备柔顺、贴附、可振动及不明显干扰声带黏膜波等特性。既往较多声带修复材料主要通过注射进入声带固有层，但注射操作可能造成二次损伤，也难以精准控制材料分布层次。针对这一问题，研究团队提出了“表面喷涂、原位保护”的设计思路，通过内镜将水凝胶覆盖于受损声带表面，形成兼具物理屏障和氧化还原调控功能的治疗平台。

研究团队首先对正常与受损人声带组织进行了单细胞转录组分析，构建了相关细胞图谱。结果显示，受损声带上皮细胞的ROS相关通路显著上调；进一步的免疫荧光结果也提示，氧化应激相关信号主要集中于声带上皮层。该发现为材料设计提供了明确的病理微环境依据，使研究从传统经验驱动的材料构建，转向了由临床组织单细胞图谱指导的精准材料设计。

基于上述发现，研究团队构建了SIS-OHA-TA（SOT）水凝胶体系。该材料可在室温条件下2秒内快速原位成胶，无需紫外光、催化剂或pH调节，较好适配狭窄、潮湿、需精细操作的声带内镜手术。水凝胶具有良好的湿态黏附能力和动态稳定性，其力学性能可匹配天然声带组织，具有较好的声带振动功能适配性。机制研究表明，SOT水凝胶主要通过上皮保护和氧化还原调控促进声带损伤修复。一方面，水凝胶覆盖受损上皮，形成物理屏障，减少外界刺激；另一方面，其能够降低细胞内和线粒体ROS水平，恢复声带上皮细胞功能。进一步研究发现，该水凝胶可抑制BAX/BCL-2/caspase-3线粒体凋亡轴，增强NRF2/HO-1/NQO1内源性抗氧化防御通路，打断“氧化应激—线粒体损伤—细胞凋亡—再上皮化延迟”的病理链条。

在兔声带热损伤模型中，与未处理组和商业透明质酸凝胶处理组相比，SOT组表现出更轻的瘢痕形成和更好的上皮修复效果。值得注意的是，该研究进一步从声带振动和发声功能层面对材料疗效进行了评价。功能评价结果显示，SOT水凝胶可改善损伤后声带振动幅度、声门面积变化以及jitter、shimmer等声学参数，使受损声带功能更接近正常状态，证明该材料不仅促进了结构重建，也推动了声带发声功能恢复。

该研究以临床声带损伤修复难题为切入点，通过人声带单细胞测序锁定上皮ROS异常激活这一关键病理微环境，并据此构建了具有快速原位成胶、湿态黏附、抗氧化、抗凋亡和线粒体保护功能的表面治疗水凝胶，不仅为声带损伤修复提供了新的非注射材料策略，也为复杂功能组织修复中“病理微环境发现—材料设计转化—功能恢复验证”的研究范式提供了有益参考。

我院耳鼻咽喉-头颈外科博士生熊茗和生物治疗全国重点实验室博士生邹晨宇为本文第一作者,生物治疗全国重点实验室干细胞与组织工程研究中心、骨科研究所解慧琪研究员、耳鼻咽喉-头颈外科杨慧主任医师和胡娟娟副主任医师为共同通讯作者。该研究得到我院1·3·5卓越学科建设项目、多项国家自然科学基金、四川省科技厅基金及天府锦城实验室（前沿医学中心）的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-026-74477-z