手性聚乳酸纳米纤维膜通过调控巨噬细胞极化加速炎症性伤口愈合的机制研究

针对慢性伤口中过度炎症导致的愈合障碍问题，上海交通大学医学院附属瑞金医院团队通过构建不同手性构型（PLLA/PDLA/PDLLA）的静电纺丝纳米纤维膜，发现D-手性膜（PDLA）能通过下调Sdc3-Notch信号通路抑制M1型巨噬细胞极化，促进成纤维细胞功能，显著加速炎症伤口修复。该研究为基于手性材料的免疫调控策略提供了新思路。

　　

慢性伤口愈合面临的核心挑战是持续性的过度炎症反应，这种病理状态导致巨噬细胞异常激活并大量释放促炎因子，形成恶性循环。传统治疗手段往往难以精准调控这一复杂过程，而生物材料的手性特性（分子空间构型的"左旋"L或"右旋"D属性）近年来被发现能直接影响细胞行为。上海交通大学医学院附属瑞金医院的研究团队在《International Journal of Biological Macromolecules》发表的研究，创新性地将手性化学与免疫调控相结合，为这一难题提供了突破性解决方案。

研究团队采用静电纺丝技术构建了三种不同手性构型的聚乳酸（PLA）纳米纤维膜：左旋聚乳酸（PLLA）、右旋聚乳酸（PDLA）及其外消旋混合物（PDLLA）。通过体外巨噬细胞培养实验、转录组测序分析，以及小鼠全层皮肤缺损模型，系统评估了材料手性对免疫微环境的调控作用。

3.1 手性PLA膜的表征
扫描电镜显示三种膜具有相似的纤维直径（200-1000 nm）和接触角（约130°），但圆二色谱（CD）证实PLLA与PDLA呈现镜像对称的光学活性信号。力学测试表明所有膜具有约5 MPa的抗张强度，但PDLA在14天内的降解速率显著低于PDLLA（5% vs 10%）。

3.2 巨噬细胞行为调控
活死染色显示所有膜生物相容性良好（存活率>85%）。有趣的是，PDLA组巨噬细胞呈现显著伸长形态（长宽比增加30%），而PLLA组细胞铺展面积最大。在LPS刺激下，PDLA组M1标志物iNOS⁺细胞比例（31.06%）较PLLA组（55.47%）降低44%，CCR7⁺细胞流式检测验证了这一趋势。ELISA检测显示PDLA组TNF-α分泌量减少62%。

3.3 成纤维细胞功能促进
PDLA组巨噬细胞条件培养基使成纤维细胞迁移速度提升2.1倍，α-SMA⁺肌成纤维细胞转化率提高80%。qPCR显示Col1a1基因表达上调3.2倍，表明细胞外基质合成增强。

3.4 Sdc3-Notch机制解析
RNA-seq发现PDLA组616个基因下调，其中Sdc3（跨膜蛋白聚糖-3）表达降低2.8倍。免疫荧光显示PDLA组Notch1胞内结构域（NICD）核转位减少70%。通过siRNA敲低Sdc3后，Notch通路关键蛋白Maml2表达量下降65%，证实了该通路在手性识别中的核心作用。

3.5 动物实验验证
在LPS诱导的炎症伤口模型中，PDLA组14天愈合率达93.9%，显著高于PLLA组（59.4%）。组织学显示PDLA组上皮再生完全，胶原沉积密度增加2.3倍。免疫荧光证实PDLA组伤口中iNOS⁺ M1巨噬细胞比例下降57%，而Arg1⁺ M2型细胞增加3.1倍。

这项研究首次揭示了材料手性通过Sdc3-Notch轴调控巨噬细胞极化的分子机制，为慢性伤口治疗提供了三大创新价值：① 证实D-手性构型具有天然抗炎特性，避免了外源性药物副作用；② 阐明物理性手性信号可转化为特异性生物信号；③ 开发出可规模化生产的静电纺丝免疫调节材料。该成果不仅为伤口修复材料设计提供了新范式，更拓展了"手性免疫学"这一新兴交叉学科的研究疆域。未来研究可进一步探索手性材料在关节炎、心肌梗死等炎症相关疾病中的应用潜力。