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慢性伤口愈合困难且易留瘢痕,现有治疗手段有限。本研究通过腺病毒载体将纤维调节蛋白(Fibromodulin)基因转入成纤维细胞,在大鼠深伤口模型中证实该细胞可显著提升伤口收缩率(21.79±9.96% vs PBS 组 7.23±2.30%),改善血管生成及胶原密度,为创伤修复提供新策略。
创伤修复领域长期面临两大难题:深真皮层伤口愈合缓慢且易形成瘢痕,慢性伤口(如糖尿病、血管疾病相关伤口)因炎症失控和细胞功能异常难以愈合。传统治疗手段如皮肤移植、生长因子应用等效果有限,亟需更有效的修复策略。成纤维细胞作为伤口愈合的核心细胞,可分泌细胞外基质(ECM)并调控炎症,但单一应用效果不足;纤维调节蛋白(Fibromodulin)是一种富含亮氨酸的小分子蛋白聚糖,既往研究表明其可调节转化生长因子 -β(TGF-β)信号通路,促进胶原沉积和血管生成,且在胎儿无瘢痕愈合中高表达,但在成人伤口中表达下降。如何将两者结合以提升修复效果成为重要科学问题。
为此,伊朗北呼罗珊医科大学(North Khorasan University of Medical Sciences)的研究团队开展了一项创新研究,相关成果发表在《BMC Biotechnology》。研究通过基因工程技术改造成纤维细胞,使其过表达纤维调节蛋白,探索其在大鼠深伤口模型中的修复效果,旨在为临床创伤治疗提供新的细胞治疗方案。
主要技术方法
研究采用以下关键技术:① 原代成纤维细胞分离:从新生大鼠背部皮肤分离真皮层细胞,通过胰酶消化法获取单细胞悬液并培养;② 基因转染:利用腺病毒载体(携带纤维调节蛋白基因或 lacZ 基因作为对照)转染成纤维细胞,通过流式细胞术检测细胞表面标志物 CD90(成纤维细胞阳性标志物)和 CD34(阴性标志物)以鉴定细胞纯度;③ 酶联免疫吸附试验(ELISA)检测转染细胞的纤维调节蛋白分泌水平;④ 大鼠全层皮肤缺损模型构建:在 36 只雄性 Wistar 大鼠背部制造 1.5×1.5 cm 伤口,随机分为 4 组(转染纤维调节蛋白基因组 V+G+、转染 lacZ 基因组 V+G-、未转染组 V-G-、PBS 对照组),于伤口四周皮下注射细胞悬液;⑤ 组织学评估:通过 H&E 染色观察伤口收缩率、再上皮化、血管生成、胶原密度等指标,并依据半定量评分表进行分析。
研究结果
成纤维细胞鉴定与基因转染效率
流式细胞术显示,分离的成纤维细胞 CD90 表达率高达 97.2%,CD34 表达率仅 0.47%,证实细胞纯度良好。ELISA 结果表明,V+G + 组细胞分泌的纤维调节蛋白水平显著高于其他组(p<0.001),表明腺病毒载体成功介导基因表达。
体内伤口愈合效果
- 伤口收缩率:V+G + 组在第 7 天伤口收缩率达 21.79±9.96%,显著高于 PBS 组(7.23±2.30%)和未转染组(2.30±3.86%);第 21 天收缩率达 99.25±1.30%,与未转染组(91.35±3.05%)差异显著(p<0.05)。
- 组织学改善:H&E 染色显示,V+G + 组再上皮化评分在第 21 天达最大值,可见完整毛囊和皮脂腺;血管生成评分显著高于对照组(p<0.01),胶原密度在第 7 天即显著增加,且炎症细胞数量与其他组无显著差异。
结论与讨论
本研究首次将纤维调节蛋白基因与成纤维细胞结合,证实该联合疗法可通过增强伤口收缩、促进血管生成和胶原沉积,显著加速大鼠深伤口愈合,且未引发过度炎症反应。机制上,纤维调节蛋白可能通过调控 TGF-β 信号通路(如上调 TGF-β3、下调 TGF-β1/2)抑制瘢痕形成,并模拟胎儿愈合表型。研究结果为创伤修复提供了 “细胞 + 基因” 的双重治疗策略,有望克服传统疗法的局限性,尤其为慢性难愈性伤口和瘢痕防治提供新方向。未来需进一步验证该疗法的安全性和长期效果,并探索其在人类临床中的转化应用。