PBMC分泌组的特性分析:铁-槲皮素预处理可增强促血管生成和组织再生因子,为潜在的自体糖尿病伤口愈合应用提供支持
《Biochemistry and Biophysics Reports》:Characterization of PBMC secretome: Iron-quercetin preconditioning enhances pro-angiogenic and tissue regeneration factors for potential autologous diabetic wound healing applications
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时间:2025年11月07日
来源:Biochemistry and Biophysics Reports 2.2
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本研究探讨铁-槲皮素复合物(IronQ)预处理外周血单核细胞(PBMCs)分泌组对糖尿病创面修复的潜在机制。通过分析健康和糖尿病受试者PBMC分泌组蛋白质和代谢谱,发现IronQ预处理显著增强促血管生成因子(如HGF、VEGF-A)和免疫调节因子(如IL-10、TGF-α)的表达,同时提升糖酵解代谢活性。体外实验表明,IronQ预处理PBMC分泌组能促进内皮细胞增殖、迁移和管状结构形成,刺激成纤维细胞和角质形成细胞迁移及胶原I型合成,效果在糖尿病组中尤为显著。该研究为开发低成本、自体细胞源的糖尿病创面修复疗法提供了新思路。
**解读:铁-槲皮素复合物(IronQ)对糖尿病患者外周血单核细胞(PBMCs)分泌组的调控作用及其在促进伤口愈合中的潜力**
在现代医学领域,伤口愈合障碍尤其是糖尿病相关伤口和慢性伤口,一直是全球面临的重大健康挑战之一。尽管目前已有多种治疗手段,如干细胞疗法、基因修饰皮肤细胞以及重组蛋白等,但这些方法在实际应用中常常受到高成本、难以获取以及治疗效果在不同患者群体中不一致等问题的限制。因此,寻找一种成本效益高、易于生产且具有稳定疗效的替代方案显得尤为重要。本研究探讨了一种名为铁-槲皮素复合物(IronQ)的新颖方法,其不仅具有潜在的治疗作用,还能用于磁共振成像(MRI)追踪,为糖尿病伤口愈合提供了一种细胞自由型的治疗策略。
IronQ是一种结合了铁元素与槲皮素的复合物,已被证实具有良好的生物相容性,并且能够在体外促进细胞向促血管生成方向分化。在本研究中,研究人员通过将来自健康人和糖尿病患者的PBMCs进行10天的IronQ预处理,观察其分泌组的变化,并评估这些分泌组对血管内皮细胞、成纤维细胞和角质形成细胞的促增殖、促迁移和促胶原合成等作用。结果显示,IronQ预处理显著增强了PBMCs分泌组中多种促血管生成和免疫调节因子的表达,如转化生长因子α(TGF-α)、肿瘤坏死因子α(TNF-α)、白细胞介素6(IL-6)、白细胞介素10(IL-10)、肝细胞生长因子(HGF)、粒细胞集落刺激因子(G-CSF)、巨噬细胞集落刺激因子(M-CSF)、粒细胞-巨噬细胞集落刺激因子(GM-CSF)以及生长调节因子α(GRO-α)。此外,这些分泌组还显示出增强的糖酵解活性和生物活性代谢物的产生,这表明IronQ不仅能够促进细胞的生物活性,还能改善细胞在体外的修复能力。
从研究方法来看,研究人员首先从健康人和糖尿病患者中分离出PBMCs,并将其在特定的培养基中进行培养。在培养过程中,他们使用了IronQ,并通过多组学技术对分泌组的蛋白和代谢物进行了全面分析。这种方法的优势在于,它避免了细胞疗法中常见的免疫不相容性、肿瘤形成、植入失败以及严格的处理要求等问题。IronQ作为细胞自由型的治疗手段,具有易于灭菌、储存、标准化剂量以及批次测试等优点,使得大规模、低成本的生产成为可能。
在细胞迁移和增殖的实验中,研究人员采用了多种体外模型,包括划痕实验、Transwell迁移实验以及管状结构形成实验。这些实验的结果表明,IronQ预处理后的PBMCs分泌组显著提高了血管内皮细胞、成纤维细胞和角质形成细胞的迁移和增殖能力,同时促进了胶原蛋白的合成。尤其是在糖尿病患者的PBMCs中,IronQ预处理进一步增强了其促血管生成和促修复因子的表达,如HGF、PDGF-AA和GRO-α。这些因子在伤口修复过程中发挥着关键作用,包括促进角质形成细胞的增殖和迁移、加速上皮再生以及抑制过度炎症反应等。
在代谢分析方面,研究人员使用了氢核磁共振(1H NMR)技术,对PBMCs分泌组中的代谢物进行了鉴定和定量分析。结果显示,IronQ预处理显著改变了PBMCs的代谢途径,增加了乳酸、乙酸和甲酸等代谢物的浓度,同时减少了葡萄糖的浓度。这表明,IronQ不仅能够增强细胞的代谢活性,还能通过调控代谢物的分泌来促进细胞的生物活性。这种代谢调控的机制可能涉及多种能量代谢途径,包括有氧代谢和无氧代谢,从而确保细胞在不同条件下都能维持其修复功能。
进一步的分析表明,IronQ预处理后的PBMCs分泌组在健康人和糖尿病患者的细胞中均显示出相似的促修复效果,这表明IronQ可能是一种适用于糖尿病患者的自体治疗策略。然而,研究也指出了一些潜在的局限性,如样本量较小、实验主要在体外进行等。因此,未来的研究需要在动物模型和临床试验中进一步验证其效果,并探索不同剂量和时间对治疗效果的影响。
从研究的意义来看,IronQ预处理后的PBMCs分泌组不仅在促进伤口修复方面展现出良好的潜力,还为开发一种低成本、高效益的细胞自由型治疗策略提供了科学依据。这种方法不仅可以减少对活细胞的依赖,还能降低治疗成本,提高治疗的可及性。此外,由于其具备良好的生物相容性和MRI成像能力,IronQ还可能为治疗过程提供实时监测,从而提高治疗的精准度和安全性。
综上所述,IronQ预处理后的PBMCs分泌组在糖尿病伤口愈合中表现出显著的促修复能力,其不仅能够增强促血管生成和免疫调节因子的表达,还能通过调控代谢物的分泌来支持细胞的生物活性。这些发现为未来开发一种可规模化、成本效益高且适用于慢性伤口和糖尿病患者的新治疗手段提供了重要依据。尽管当前研究仍处于初步阶段,但其在体外模型中展现出的积极效果,使得进一步的体内和临床研究成为必要。通过这些研究,可以更全面地评估IronQ预处理后的PBMCs分泌组在实际应用中的潜力,并为未来的临床转化奠定基础。
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