综述：工程化策略增强间充质干细胞在伤口愈合中的研究进展

这篇综述系统总结了间充质干细胞（MSCs）通过工程化策略（如基因修饰、预条件处理、生物支架和水凝胶）提升伤口愈合疗效的机制与临床转化前景，重点探讨了MSCs通过免疫调节（如TSG-6、IL-6分泌）、血管生成（VEGF、HIF-1α通路）及ECM重塑（TGF-β/Smad信号）等多靶点协同作用，为慢性难愈性创面治疗提供了新思路。

　　

工程化策略增强间充质干细胞在伤口愈合中的研究进展

引言

伤口愈合是涉及止血、炎症、增殖和重塑四阶段的复杂过程。传统疗法效果有限，而间充质干细胞（MSCs）因其多向分化、免疫调节和旁分泌功能成为再生医学的新希望。然而，移植后的恶劣微环境（如缺氧、炎症）常导致MSCs存活率低，工程化策略应运而生。

MSCs促进伤口愈合的机制

MSCs通过归巢、分化及分泌细胞因子（如VEGF、IL-6）动态调控愈合进程：

• 炎症期：诱导巨噬细胞M2极化（TSG-6/PGE₂）并增强中性粒细胞吞噬活性（GM-CSF）。
• 增殖期：分化为血管内皮细胞或通过旁分泌（如外泌体）激活成纤维细胞增殖，促进胶原沉积。
• 重塑期：抑制p38 MAPK和TGF-β1/Smad3通路，减少瘢痕形成。

临床挑战与工程化解决方案

问题：糖尿病足溃疡等慢性伤口中，MSCs易因氧化应激凋亡（如HIF-1α下调）。
策略：

1. 预条件处理
   • 低氧预处理（5% O₂）：通过PI3K/AKT通路提升MSCs存活和血管生成能力。
   • 细胞因子预处理：IL-1β上调MMP-3增强迁移，TGF-β1减少移植后凋亡。
2. 3D培养与生物材料
   • 3D球体培养：比2D培养提升IL-6和VEGFA分泌量2倍。
   • 丝素蛋白/藻酸盐支架：延长HUC-MSCs存活并促进M2巨噬细胞极化。
3. 基因修饰
   • PSGL-1过表达：激活Wnt/β-catenin通路，加速上皮化。
   • Lipocalin-2工程化：在大鼠模型中减少瘢痕并促进皮肤附属器再生。

联合策略与未来方向

• 纳米肽水凝胶+3D MSC球体：糖尿病大鼠模型中炎症因子（TNF-α）降低60%，血管密度增加。
• 支架+基因修饰：胶原支架搭载bFGF基因的MSCs通过HIF-1通路提升血供。
• 外泌体疗法：HucMSC-ex在10μg/100μl剂量下通过调控肠道菌群修复肛瘘。

挑战：需优化外泌体量产（目前仅满足小规模临床）和靶向递送效率。未来需结合多组学技术开发个性化工程方案，推动临床转化。