ADSC外泌体通过调控Keap1/Nrf2轴改善高糖诱导的成纤维细胞氧化应激损伤并加速糖尿病足溃疡愈合

糖尿病足溃疡(DFU)是导致非创伤性截肢的主要并发症，其复杂病理机制亟待阐明。本研究通过建立糖尿病伤口模型和高糖诱导的成纤维细胞模型，发现脂肪干细胞(ADSC)外泌体可通过调控Keap1/Nrf2信号轴，显著改善高糖环境导致的成纤维细胞氧化应激损伤，促进胶原合成与伤口愈合，为DFU治疗提供了新型细胞外囊泡治疗策略。

　　

糖尿病足溃疡(DFU)作为糖尿病最严重的并发症之一，全球患病率持续攀升，约15%的糖尿病患者深受其害。这种慢性伤口以血管功能障碍、持续炎症和胶原沉积异常为特征，导致高达24%的非创伤性截肢率。尽管现有治疗手段如负压引流、新型敷料等不断涌现，但临床效果仍不尽如人意。究其根源，高糖环境引发的氧化应激会损害伤口处成纤维细胞功能，破坏细胞外基质(ECM)重建，但具体分子机制尚未阐明。近年来，脂肪干细胞(ADSC)来源的外泌体因其强大的组织修复能力备受关注，但其在DFU治疗中的作用机制仍有大量未知领域。

为破解这一难题，第四军医大学西京医院烧伤与皮肤外科团队开展了一项突破性研究。通过对比分析DFU与正常皮肤组织的病理特征，研究人员发现DFU组织存在明显的炎症细胞浸润、胶原结构紊乱及氧化损伤标志物8-OHdG表达升高。在此基础上，团队创新性地将ADSC外泌体应用于糖尿病小鼠伤口模型和高糖处理的成纤维细胞，发现其能显著加速伤口愈合，改善胶原沉积质量。深入机制研究表明，ADSC外泌体通过调控Kelch样ECH关联蛋白1(Keap1)/核因子E2相关因子2(Nrf2)信号轴，激活下游抗氧化酶血红素加氧酶-1(HO-1)和谷胱甘肽过氧化物酶4(GPX4)的表达，从而有效清除过量活性氧(ROS)，恢复成纤维细胞的增殖、迁移和胶原合成功能。这项发表于《Cellular Signalling》的研究，首次揭示了ADSC外泌体通过Keap1/Nrf2通路改善DFU的新机制。

关键技术方法包括：从3例腹部手术患者的废弃皮肤组织中分离ADSC并提取外泌体；采用H&E、Masson染色和MPO、8-OHdG免疫组化分析DFU组织特征；建立链脲佐菌素诱导的糖尿病小鼠全层皮肤缺损模型；通过CCK-8、划痕实验和胶原含量检测评估成纤维细胞功能；采用Western blot检测Keap1/Nrf2/HO-1/GPX4蛋白表达。

【Diabetic wounds showed obvious injury than normal skin】
病理分析显示，与正常皮肤相比，DFU组织呈现典型的炎症细胞浸润增加、真皮结构松散、胶原纤维排列紊乱等特征。MPO染色证实中性粒细胞浸润增加，8-OHdG免疫反应性增强提示DNA氧化损伤加剧，这些发现为后续干预研究提供了病理学基础。

【ADSC exosomes accelerated diabetic wound healing】
动物实验证实，ADSC外泌体治疗组的伤口闭合率较对照组提高约40%，Masson染色显示更成熟的胶原纤维排列，I/III型胶原比例显著优化，表明外泌体不仅能加速伤口闭合，更能改善愈合质量。

【ADSC exosomes alleviated HG-induced fibroblast dysfunction】
细胞实验发现，高糖(HG)环境使成纤维细胞活力下降35%，迁移能力减弱50%，胶原分泌减少42%。而ADSC外泌体干预后，这些指标均恢复至接近正常水平，证实其能有效逆转高糖诱导的细胞功能障碍。

【ADSC exosomes regulated Keap1/Nrf2 axis to reduce oxidative stress】
机制研究揭示，ADSC外泌体通过下调Keap1表达，促进Nrf2核转位，进而上调HO-1和GPX4等抗氧化酶的表达。ROS检测显示外泌体处理使细胞内ROS水平降低62%，证实其抗氧化效应主要通过Keap1/Nrf2轴实现。

这项研究具有多重重要意义：理论上，首次阐明ADSC外泌体通过Keap1/Nrf2通路调控成纤维细胞氧化应激的分子机制；临床上，为DFU提供了无细胞治疗新策略，避免干细胞治疗潜在的伦理和安全问题；转化医学方面，外泌体冻干粉剂有望开发为新型DFU敷料。Chenyang Tian、Huan Xu等作者特别指出，该发现不仅适用于DFU，对其它慢性伤口如静脉性溃疡也可能具有推广价值。然而，外泌体最佳给药剂量、频率及大规模标准化制备工艺仍需进一步探索。这项由中国国家自然科学基金(82472564)和陕西省重点研发计划(2022SF-047)资助的研究，为糖尿病慢性伤口的精准治疗开辟了新途径。