可呼吸性氢化钯水凝胶介导“头尾共阻断”HMGB1-RAGE轴策略治疗糖尿病足溃疡

糖尿病足溃疡（DFUs）因炎症和氧化微环境导致高迁移率族蛋白1（HMGB1）与晚期糖基化终末产物受体（RAGE）结合，引发免疫微环境（IME）紊乱，传统疗法难以有效干预。本研究创新性提出基于可呼吸性氢化钯（PdH）水凝胶的“头尾共阻断”策略：通过PdH纳米立方体的类CAT/SOD活性“吸入”活性氧（ROS）抑制HMGB1分泌（“头阻断”），同时释放的H2 “呼出”下调RAGE表达（“尾阻断”），实现HMGB1-RAGE轴双重干预。该研究为DFUs治疗提供了高效安全的解决方案，相关成果发表于《Nano Today》。

　　

糖尿病足溃疡（DFUs）是糖尿病患者最严重的慢性并发症之一，其顽固性难愈、高截肢率的特征让全球医疗系统备受挑战。当前治疗手段难以解决DFUs的核心病理机制——由高迁移率族蛋白1（HMGB1）与晚期糖基化终末产物受体（RAGE）结合引发的“炎症-氧化应激”恶性循环。这一信号轴如同一个失控的分子开关，持续激活下游炎症因子（如IL-6、TNF-α
）释放，导致免疫微环境（IME）紊乱，最终形成阻碍伤口愈合的“分子泥潭”。传统单一靶点干预策略因HMGB1和RAGE的多受体特性收效甚微，亟需突破性治疗范式。

沈阳药科大学的研究团队在《Nano Today》发表的研究中，巧妙借鉴“呼吸”概念，开发了基于氢化钯（PdH）纳米立方体的可呼吸性水凝胶（PATP）。该材料通过“吸入-呼出”动态过程实现HMGB1-RAGE轴的“头尾共阻断”：一方面利用PdH的类过氧化氢酶（CAT）和超氧化物歧化酶（SOD）活性清除过量活性氧（ROS），从源头抑制HMGB1分泌；另一方面通过缓释氢分子（H₂
）下调RAGE表达，阻断信号传导。这种仿生设计如同为伤口装上了“分子呼吸机”，为DFUs治疗提供了全新思路。

研究团队采用种子介导法合成PdH纳米立方体，并将其嵌入海藻酸钠-聚丙烯酰胺双交联网络水凝胶，同时添加海藻糖作为网络修复剂提升力学性能。通过透射电镜（TEM）、X射线衍射（XRD）等技术证实了PdH的立方体结构和储氢特性。动物实验显示，该水凝胶能显著降低糖尿病小鼠伤口中HMGB1水平（降低62.3%）和RAGE表达（减少58.7%），同时促进血管新生和胶原沉积。

Synthesis and characterization of PdH nanocubes
通过CTAC稳定剂和NaBH₄
还原剂制备的PdH纳米立方体呈现均一尺寸（45±5 nm），XRD谱图显示其成功负载氢原子形成面心立方结构。氢脱附实验证明其在近红外（NIR）照射下可控释放H₂
。

Conclusion
研究证实PATP水凝胶通过双重机制打破DFUs的恶性循环：ROS清除能力使HMGB1分泌量降低至生理水平，而持续释放的H₂
通过调控Nrf2通路抑制RAGE表达。这种“头尾共阻断”策略使伤口愈合速度较对照组提升2.1倍，且未观察到全身毒性。

该研究的突破性在于首次将无机-有机杂化水凝胶的“呼吸”特性与HMGB1-RAGE轴干预相结合。Weidi Wang等作者指出，这种设计不仅解决了氢分子递送难题（传统H₂
疗法存在爆炸风险、HRW/HRS渗透性差），更通过“一吸一呼”的协同效应实现了免疫微环境的重编程。从临床转化角度看，水凝胶的可注射性和自愈合特性使其适合复杂创面，而近红外控释功能则为精准治疗提供可能。这项研究为慢性伤口治疗提供了范式转变，其“多靶点协同调控”策略也可拓展至其他炎症相关疾病领域。