脂肪干细胞负载细胞外脂肪基质水凝胶调控巨噬细胞极化促进全层皮肤伤口修复

【字体: 时间:2025年05月23日 来源:Biomacromolecules 5.5

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  为解决脂肪干细胞(ADSC)在伤口愈合中存活率低的问题,研究人员开展 HAPA 水凝胶负载 ADSC 的复合水凝胶研究。发现其可调控巨噬细胞极化、促血管生成及细胞外基质(ECM)重塑,加速伤口愈合,为皮肤创伤修复提供新策略。

  
皮肤创伤修复一直是医学领域的重要难题,尤其是全层皮肤缺损的愈合,面临着修复速度慢、瘢痕形成明显等挑战。脂肪干细胞(Adipose-derived Stem Cells, ADSC)因其强大的增殖分化能力和免疫调节特性,成为伤口修复的热门候选方案。然而,ADSC 在体内的存活率较低,限制了其临床应用效果。如何提高 ADSC 在伤口局部的存活和功能发挥,成为亟待解决的关键问题。在此背景下,开发一种能够有效搭载 ADSC 并协同促进修复的生物材料体系具有重要的科学意义和临床价值。

为了攻克上述难题,研究人员开展了相关研究。不过文中未明确提及研究机构信息。该研究成果发表在《Biomacromolecules》,为皮肤伤口修复领域提供了新的思路和方向。

研究中用到的主要关键技术方法包括:构建 acellular porcine adipose tissue 来源的水凝胶(HAPA)并负载 ADSC 形成复合水凝胶;通过体内外实验观察伤口愈合过程,如检测巨噬细胞极化状态、血管生成情况及细胞外基质(Extracellular Matrix, ECM)沉积与重塑;运用转录组测序分析基因表达变化,探究复合水凝胶调控巨噬细胞极化的分子机制。

复合水凝胶对巨噬细胞极化的调控作用


通过免疫荧光染色和流式细胞术等研究发现,HAPA + ADSC 复合水凝胶能够显著抑制巨噬细胞向促炎的 M1 型极化,同时促进其向抗炎修复的 M2 型极化。这一调控作用有助于减轻伤口局部炎症反应,营造有利于组织修复的微环境。

对血管生成的促进作用


在伤口修复模型中,通过 CD31 免疫组化染色等方法观察到,复合水凝胶处理组的血管密度明显高于对照组,表明其能有效促进新生血管形成,为伤口愈合提供充足的血液供应和营养支持。

对细胞外基质沉积与重塑的调节


通过 Masson 三色染色和天狼星红染色等研究显示,复合水凝胶可调控 ECM 的合成与降解,促进胶原纤维的有序排列和重塑,减少瘢痕组织的过度形成,从而改善伤口愈合质量。

分子机制探究


转录组测序分析及后续的 Western blot 和免疫共沉淀等实验表明,HAPA + ADSC 复合水凝胶可上调 Nfkbia 和 Nfkbie 基因的表达,抑制 RelA-p50 异源二聚体的核转录,进而阻断 M1 型极化相关信号通路,实现对巨噬细胞极化的精准调控。

研究结论与意义


本研究成功构建了 HAPA + ADSC 复合水凝胶体系,证实其通过多途径协同作用显著加速全层皮肤伤口愈合。该复合水凝胶不仅为 ADSC 提供了良好的生存微环境,提高了其存活率,还通过调控巨噬细胞极化、促进血管生成和 ECM 重塑等多重机制,优化了伤口修复过程。研究揭示的 Nfkbia/Nfkbie - RelA-p50 信号通路在巨噬细胞极化调控中的关键作用,为深入理解生物材料介导的免疫调节机制提供了新视角。该成果为开发高效的皮肤创伤修复生物材料提供了重要理论依据和实验支持,具有广阔的临床转化应用前景。

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