源自人类皮肤的微米级无细胞真皮基质可通过调节血管生成来促进组织重建

《VIEW》：Human skin-derived micronized acellular dermal matrix modulates angiogenesis to enhance tissue reconstruction

血管生成微纳米化脱细胞真皮基质（mADM）的分子机制及组织再生应用研究。mADM通过scCO2脱细胞技术制备，保留ECM和生长因子同时去除免疫原性成分。研究发现mADM激活PI3K/AKT和ERK1/2通路，促进HUVECs增殖迁移及血管网络形成，动物实验显示其8周内稳定保留并诱导新生血管。

　　组织重建在医学领域中具有重要意义，尤其对于因创伤、手术切除或先天性异常导致组织损伤或缺失的患者而言，它能够帮助恢复组织的形态与功能。目前，常用的组织重建方法包括硅胶植入物和自体脂肪移植等。然而，这些传统技术仍存在诸多问题，如免疫反应、纤维化和坏死等并发症，影响了治疗效果和患者的康复过程。因此，研究和开发更安全、有效的生物材料成为该领域的关键任务。

近年来，无细胞真皮基质（ACD）作为一种新型生物材料，受到越来越多的关注。ACD是从去细胞化的人类皮肤组织中提取的，保留了细胞外基质（ECM）和生长因子，同时去除了免疫原性成分。这种材料不仅能够为组织提供结构支持，还能促进细胞的再细胞化和血管生成，从而改善组织修复效果。然而，传统的ACD制备方法，如物理去细胞化（如冷冻和解冻）或化学去细胞化（如使用十二烷基硫酸钠、Triton X-100等试剂），虽然能够去除细胞成分，但也可能导致ECM成分的损伤或残留的毒性物质，影响其安全性和有效性。

为了克服这些问题，一种新型的去细胞化技术——超临界二氧化碳（scCO?）提取法，被引入到ACD的制备过程中。scCO?技术具有环保、高效等优点，能够在不破坏ECM结构的前提下，有效去除免疫原性成分，并确保病原体的完全清除。这一方法制备的微粒化ACD（mADM）在组织重建中展现出更广泛的应用前景。然而，其具体作用机制，尤其是与血管内皮细胞之间的相互作用，尚未完全阐明。

本研究旨在深入探讨scCO?制备的mADM如何影响血管生成和组织重建的分子机制。通过结合体外和体内实验，我们系统评估了mADM的血管生成潜力，并分析了其对细胞行为的调控作用。研究结果表明，mADM能够显著激活与血管生成相关的基因表达，并增强蛋白激酶B（AKT）和细胞外信号调节激酶（ERK）等关键信号通路的活性，从而促进内皮细胞的增殖和迁移。此外，mADM还能刺激血管内皮生长因子受体2（VEGFR2）的信号传导，进一步促进血管生成过程。

在体外实验中，我们使用了人脐静脉内皮细胞（HUVECs）作为模型，通过分子和功能检测方法评估mADM对血管生成的调控效果。实验结果表明，mADM处理后的HUVECs表现出显著的基因表达上调和信号通路激活，这不仅促进了细胞的增殖和迁移，还增强了其形成血管网络的能力。此外，通过管形成实验和球体发芽实验，我们进一步验证了mADM在促进血管生成中的作用。结果显示，mADM处理后的内皮细胞能够形成更复杂的血管网络，并显著延长球体的发芽长度，这表明其在组织修复中的潜力。

在体内实验中，我们将不同浓度的mADM注射到无胸腺小鼠的头皮和双侧腹股沟区域，观察其在体内的稳定性、血管生成能力和组织整合情况。通过微计算机断层扫描（micro-CT）分析，我们发现mADM在注射后4周和8周仍能保持其结构完整性，表明其具有良好的长期保留能力。同时，组织学分析显示，mADM注射区域的细胞整合和胶原沉积显著增加，表明其能够有效促进组织修复。免疫荧光分析进一步证实了新血管的形成，特别是在CD31阳性区域，显示出mADM在体内具有显著的血管生成能力。

通过这些实验，我们发现mADM不仅能够有效激活与血管生成相关的分子信号通路，如AKT、ERK和VEGFR2，还能够促进内皮细胞的增殖、迁移和网络形成，从而提高组织重建的成功率。此外，mADM的稳定性使其能够在体内持续发挥作用，减少因组织坏死或纤维化而导致的并发症。这些结果为mADM在组织重建中的应用提供了坚实的理论基础，同时也为克服传统ACD材料的局限性提供了新的解决方案。

总体而言，本研究通过综合分析mADM的分子机制、细胞行为和体内效应，揭示了其在促进血管生成和组织修复中的重要作用。研究结果表明，mADM作为一种新型生物材料，能够有效支持血管生成，同时保持其结构稳定性，这使其成为组织重建领域的理想选择。未来，随着对mADM作用机制的进一步研究，有望开发出更高效、更安全的组织修复技术，为临床治疗提供更可靠的解决方案。此外，进一步的比较研究将有助于更全面地了解mADM与其他传统材料的差异，从而推动其在临床中的广泛应用。