炎症记忆激活仿生纳米囊泡：开启糖尿病伤口快速愈合的新钥匙

为解决糖尿病伤口治疗难题，中国人民解放军总医院第七医学中心等单位研究人员开展关于炎症记忆激活的仿生纳米囊泡（MNVs）的研究。结果发现 L-EpSCs 来源的 MNVs 可促进伤口愈合，该研究为糖尿病伤口治疗提供新方向，值得科研人员一读。

　　

在糖尿病的众多并发症中，慢性伤口就像一个难缠的 “小恶魔”，给患者带来了极大的痛苦。它不仅可能发展成糖尿病足溃疡，让患者面临截肢的风险，还会给患者家庭和医疗系统造成沉重的经济负担。糖尿病伤口之所以如此棘手，主要是因为其伤口微环境过于复杂，其中免疫细胞反应失调和持续的促炎状态最为突出。

高血糖环境以及由此产生的晚期糖基化终末产物（AGEs^{[1, 2, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}），就像两个 “捣乱分子”，严重影响了免疫细胞的正常功能。它们会阻碍巨噬细胞和中性粒细胞的表型转换，使得促炎免疫细胞在伤口处大量聚集。就好比原本有序的交通被打乱，车辆堵得水泄不通。比如，之前的研究发现，糖尿病伤口处炎症失调，会让更多的中性粒细胞浸润到伤口，但具有抗炎作用的 N2 亚型中性粒细胞却很少，这就导致炎症时间延长，伤口难以愈合^{[5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}。而且，长期富集的 N1 促炎亚型中性粒细胞和抑制中性粒细胞向 N2 亚型极化，还会引发一系列不良后果，像加剧中性粒细胞胞外陷阱（NETs^{[6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）的激活和释放，抑制血管生成等，这些都大大阻碍了伤口的愈合。所以，恢复中性粒细胞的可塑性，促进其向 N2 抗炎亚型转换，成为了治疗糖尿病伤口的关键。

就在大家为糖尿病伤口治疗绞尽脑汁的时候，表皮干细胞（EpSCs^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）的 “炎症记忆” 特性进入了科研人员的视野。你看，EpSCs 就像是皮肤的 “小卫士”，对皮肤的稳态和伤口愈合起着重要作用。当它们接触到炎症刺激时，就会像被 “训练” 过一样，获得一种 “炎症记忆”。下次再遇到组织损伤时，它们的修复反应会更快、更强烈。比如，皮肤短暂接触咪喹莫特后，EpSCs 就能在后续的损伤中展现出更强的组织修复能力。这种独特的能力，为糖尿病伤口的治疗带来了新的希望。

然而，EpSCs 移植面临着免疫和伦理等问题，而且恶劣的伤口环境也会影响 EpSCs 的修复能力。那有没有一种既利用 EpSCs 的优势，又能避开这些问题的方法呢？外泌体囊泡（EVs^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）在组织修复方面有一定潜力，但它的提取过程繁琐，产量还低。这时，细胞衍生的仿生纳米囊泡（MNVs^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）出现了。它就像一个 “潜力股”，不仅具有和 EVs 相似的仿生特性，而且可以通过细胞的梯度机械挤压直接获得，效率高、成本低，产量还能达到 EVs 的 100 倍。基于这些优势，研究人员推测，从炎症记忆激活的 EpSCs 中获取的 MNVs，可能是治疗糖尿病伤口的一把 “金钥匙”。

为了验证这个想法，中国人民解放军总医院第七医学中心等单位的研究人员在《Journal of Nanobiotechnology》期刊上发表了一篇名为 “Inflammatory memory-activated biomimetic nanovesicles regulate neutrophil plasticity and metabolic reprogramming for rapid diabetic wound healing via targeting miR193a-5p/TLR4/JNK/P38 MAPK pathways” 的论文。他们发现，从经脂多糖（LPS^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）预处理的 EpSCs（L-EpSCs^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）中获得的仿生纳米囊泡（LEM^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}），能够有效促进糖尿病伤口愈合。这一发现意义重大，为糖尿病伤口的治疗提供了一种全新的、更具潜力的替代方法，有望给众多糖尿病患者带来新的曙光。

研究人员在这项研究中用到了几个关键技术方法。他们通过纳米颗粒跟踪分析（NTA^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）来评估纳米囊泡的大小分布，用透射电子显微镜（TEM^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）观察其形态，用蛋白质免疫印迹法（Western blot^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）检测表面标记。还利用流式细胞术来分析细胞，用定量逆转录聚合酶链反应（qRT-PCR^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）测定基因表达水平，用双荧光素酶报告基因检测（Dual-luciferase reporter assay^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）研究 miRNA 与靶基因的相互作用。这些技术就像科研人员手中的 “魔法棒”，帮助他们一步步揭开研究的神秘面纱。

下面来看看具体的研究结果：

• 炎症记忆激活的 EpSCs 加速糖尿病伤口愈合并减轻过度炎症反应：研究人员给 EpSCs “喂” 了 LPS，激活了它们的炎症记忆。ELISA 检测发现，这些 EpSCs 分泌了更多的抗炎细胞因子和促愈合因子，比如 IL-4、IL-13 和 TGF-β^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}。接着，他们把从普通 EpSCs 和激活后的 EpSCs 中获得的条件培养基（CM^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）分别涂在糖尿病小鼠的伤口上。结果发现，涂了激活后 EpSCs 的 CM（L-EpSCs-CM^{[1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, 18, 19, 20, 21, 22, 23, 24, 25, 26, 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, 34, 35, 36, 37, 38, 39, 40, 41]}）的伤口愈合得更快。而且，L-EpSCs-CM 处理的伤口，趋化因子 CCL2、CCL3 和 CCL5 水平降低，IL-4 和 IL-13 水平升高，IFN-γ 水平降低。把 EpSCs 或 L-EpSCs 与中性粒细胞共培养后发现，L-EpSCs 能让中性粒细胞更多地表达 N2 抗炎亚型的标记物。这就表明，炎症记忆激活的 EpSCs 能促进糖尿病伤口愈合，还能诱导中性粒细胞向 N2 抗炎亚型转换。
• 炎症记忆激活的 EpSCs 来源的 MNVs 的构建和表征：研究人员通过梯度机械挤压 EpSCs 和 L-EpSCs，获得了 EM 和 LEM。NTA 检测显示，它们的平均粒径分别为 135.6nm 和 139.3nm，浓度约为 5.5×10⁸/ml。TEM 图像显示，它们长得和外泌体很像，都是圆圆的、杯状的，还有脂质膜包裹着。Western blot 检测到了外泌体的标记物 CD63 和 CD81，这进一步证明了它们和外泌体的相似性。用荧光显微镜观察发现，皮肤细胞能吸收 EM 和 LEM。这说明，这些纳米囊泡很容易被细胞 “接纳”，为后续发挥作用打下了基础。
• LEM 对糖尿病伤口愈合和中性粒细胞重编程的影响：研究人员在糖尿病小鼠背上制造了全层切除伤口，然后分别给伤口附近注射 PBS、EM 或 LEM。结果发现，LEM 处理的伤口愈合得特别快，到术后第 7 天，伤口面积明显减小，新生上皮增加，伤口宽度变窄，愈合率提高。而且，LEM 处理的伤口，趋化因子 CCL2、