重组丝素蛋白/NT3水凝胶通过促进III型胶原合成和毛囊再生增强皮肤损伤修复

皮肤瘢痕形成是再生医学领域的重大挑战。为解决这一难题，南通大学团队创新性地将神经生长因子NT3与丝素蛋白轻链(SFL)融合，开发出具有持续释放特性的丝素蛋白(SF)水凝胶。研究发现SF+SFL-NT3水凝胶能显著加速伤口愈合，通过激活TrkC/Akt/Sox2信号通路上调III型胶原(Col3)表达，同时促进毛囊再生，实现无瘢痕修复。该研究为生物活性因子复合生物材料的设计提供了新思路，成果发表于《Materials Today Bio》。

　　

皮肤作为人体最大的器官，其损伤修复过程中常伴随瘢痕形成这一临床难题。传统治疗方法如自体皮肤移植存在供体不足等问题，而现有生物材料难以同时实现快速愈合与功能性再生。瘢痕组织的形成与胶原沉积失衡密切相关，其中III型胶原(Col3)与I型胶原(Col1)的比例异常是关键因素。此外，皮肤附属器官（如毛囊）的再生能力缺失也是影响修复质量的重要瓶颈。

针对这些挑战，南通大学的研究团队独辟蹊径，将神经科学领域的经典神经营养因子NT3（neurotrophin-3）与组织工程材料相结合。他们创新性地设计出重组蛋白SFL-NT3——通过基因工程技术将NT3与丝素蛋白轻链(SFL)融合，并进一步将其整合到丝素蛋白(SF)水凝胶体系中。这种新型复合材料不仅保留了NT3的生物学活性，还通过SF的天然载体特性实现了NT3的缓释功能。相关研究成果发表在生物材料领域权威期刊《Materials Today Bio》上。

研究团队运用了多项关键技术：通过光交联法制备不同浓度SF水凝胶并表征其理化性质；建立小鼠全层皮肤缺损模型评估修复效果；采用单细胞RNA测序分析皮肤成纤维细胞亚群；结合免疫荧光、Western blot等技术解析TrkC/Akt/Sox2信号通路机制；通过染色质免疫共沉淀(ChIP)和荧光素酶报告基因验证Sox2对Col3的转录调控。

研究结果部分显示：在材料表征方面，5% SF+SFL-NT3水凝胶具有最优的缓释性能和40μm左右的孔径结构。动物实验证实该水凝胶治疗组在第5天即可使伤口面积减少60.1%，显著优于对照组。组织学分析发现，治疗组Col3表达量是对照组的2.5倍，且Col1表达不受影响，形成理想的Col3/Col1比例。更令人惊喜的是，在损伤后28天，治疗组新生毛囊数量达到对照组的3倍。

机制研究发现，SFL-NT3通过激活成纤维细胞表面的TrkC受体，引发Akt磷酸化级联反应，进而上调转录因子Sox2的表达。通过生物信息学预测和实验验证，证实Sox2可直接结合Col3启动子区域促进其转录。当使用TrkC特异性抑制剂LPM4870108处理后，上述促修复效应被完全阻断，证实了该信号通路的必要性。

这项研究具有多重创新价值：首次揭示NT3在皮肤修复中具有超越神经营养功能的新作用——选择性调控Col3合成；开发出SFL-NT3/SF这一具有临床转化潜力的复合材料；为"无瘢痕修复"提供了新的治疗靶点。研究人员特别指出，该技术平台可扩展性强，未来可整合VEGF、TGF-β等多功能因子，构建协同修复系统。

在讨论部分，作者强调虽然小鼠模型显示出良好效果，但人类皮肤修复过程存在物种差异，后续需在大型动物模型验证。同时指出Col3表达的精确调控至关重要——过度表达可能影响组织机械强度，而表达不足则无法有效抑制Col1纤维增粗。该研究为开发兼具神经再生与基质重塑功能的智能敷料奠定了理论基础，也为其他器官的再生医学研究提供了借鉴思路。