基于生物素-链霉亲和素相互作用的IL-4亲和控释支架构建及其免疫调节作用

为解决生物材料中免疫调节因子（如IL-4）控释策略不足的问题，研究人员通过生物素-链霉亲和素（biotin-streptavidin）亲和系统构建多孔明胶支架，实现了IL-4的持续释放（长达14天）。研究发现，该体系通过调节巨噬细胞表型（如促修复基因表达上调），显著增强组织整合与血管化，为免疫调节递药系统设计提供了新思路。

　　

研究背景与意义
在组织修复和生物材料植入过程中，巨噬细胞的表型调控是决定修复成败的关键。促炎型巨噬细胞启动早期炎症反应，而修复型巨噬细胞（如IL-4刺激型）则促进血管生成和组织重塑。然而，现有生物材料缺乏普适性策略来实现免疫调节因子（如IL-4）的精准控释，导致修复效果受限。生物素-亲和素系统因其超高亲和力（K_D
= 10^?15
M）和模块化修饰特性，成为潜在解决方案，但其在巨噬细胞表型调控中的作用机制尚未阐明。

研究方法
美国德雷塞尔大学团队利用多孔明胶支架模型，通过生物素化修饰和不同亲和素变体（链霉亲和素、CaptAvidin）结合，系统评估了IL-4的释放动力学。研究分为三部分：1）通过RNA测序分析8名供体来源的巨噬细胞对亲和素变体的响应；2）优化支架的生物素化参数及IL-4负载量；3）检测5名供体巨噬细胞对IL-4释放支架的表型变化。

研究结果
1. CaptAvidin对巨噬细胞表型的影响最为显著
RNA测序显示，CaptAvidin（硝化亲和素变体）可显著改变巨噬细胞基因表达谱，而链霉亲和素和野生型亲和素影响较小，提示变体选择对免疫调节至关重要。

2. 生物素-亲和素变体调控IL-4释放动力学
脱硫生物素（desthiobiotin）修饰的支架因亲和力降低（K_D
= 10^?13
M），IL-4释放速率快于生物素化支架。链霉亲和素组可实现14天的持续释放，且高剂量IL-4负载进一步延长释放时间。

3. 链霉亲和素介导的IL-4释放促进修复型巨噬细胞极化
与单纯吸附释放相比，生物素-链霉亲和素系统显著上调巨噬细胞中修复表型标志基因（如CCL18、CD206），证实其协同免疫调节作用。

结论与意义
该研究首次证明生物素-链霉亲和素系统可通过亲和力差异实现IL-4的时空控释，并明确不同亲和素变体对先天免疫的差异化影响。链霉亲和素因其低免疫原性和稳定释放特性，成为理想载体。这一平台技术可扩展至其他生物材料，为组织工程和植入器械的免疫兼容性设计提供新范式。论文发表于《Journal of Controlled Release》，标志着免疫调节递药领域的重大进展。