纳米盾牌:抗氧化模拟纳米颗粒在脊髓损伤再生治疗中的作用探索

【字体: 时间:2025年09月02日 来源:Biomaterials Advances 6

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  推荐:针对心肌梗死后干细胞移植免疫排斥难题,Weiang Yan团队开发了负载瑞舒伐他汀的壳聚糖水凝胶(CR hydrogel)。研究发现该免疫调节水凝胶能维持间充质干细胞(MSCs)的"干性"(stemness),抑制TH1细胞极化,显著提高移植干细胞存活率并改善心脏功能,为心脏修复提供了新型治疗策略。

  

在心血管疾病领域,心肌梗死(MI)后心力衰竭仍是全球死亡的首要原因。尽管医疗技术不断进步,但梗死区域心肌细胞的不可逆损失和随之而来的炎症反应,往往导致心室重构和心功能恶化。间充质干细胞(MSCs)疗法虽展现出修复潜力,但移植后的免疫排斥问题始终是临床转化的主要障碍。尤其令人困扰的是,来自年轻健康供体的异体MSCs虽具有更好的增殖和免疫调节能力,却会在移植后迅速失去免疫豁免特性。这一困境促使科学家们将目光投向新型免疫调节材料——壳聚糖水凝胶与他汀类药物的组合,试图为心脏修复开辟新途径。

为攻克这一难题,Weiang Yan、Keshav Narayan Alagarsamy等研究者创新性地将瑞舒伐他汀(rosuvastatin)整合到壳聚糖(chitosan)水凝胶中,开发出具有免疫调节功能的CR水凝胶。研究团队运用RNA测序、流式细胞术、扫描电镜等技术,系统评估了该水凝胶的物理特性及其对MSCs和T细胞的调控作用,并通过大鼠心梗模型验证治疗效果。

研究结果显示,CR水凝胶具有133.8μm的均匀孔隙结构,能持续释放瑞舒伐他汀达14天。在体外实验中,该水凝胶使MSCs存活率提升至92.4%,同时RNA测序揭示瑞舒伐他汀显著上调KLF4(3.18倍)、SMURF2(2.32倍)等干性相关基因,维持了MSCs的未分化状态。更令人振奋的是,瑞舒伐他汀使TH1细胞极化率从91.34%骤降至26.67%,并下调IL-2、IFN-γ等促炎因子,同时上调抗炎因子IL-10(19.08倍)。

动物实验进一步证实,CR水凝胶能将移植MSCs的滞留量提高4.6倍,使心梗4周后左室射血分数(LVEF)改善7.83%。组织学分析显示,水凝胶不仅提供物理支撑增加瘢痕厚度,还通过下调TNF-α、IL-12等细胞因子减轻全身炎症反应。这些发现为理解免疫调节材料如何协同干细胞促进心脏修复提供了分子层面证据。

该研究的突破性在于首次阐明瑞舒伐他汀通过双重机制提升干细胞疗法效果:一方面通过SMURF2介导的TGF-β信号抑制维持MSCs干性,另一方面通过STAT4/TOP2A通路抑制T细胞活化。这种"一石二鸟"的策略,为开发下一代心脏修复材料提供了全新思路。

论文发表在《Biomaterials Advances》的这项研究,不仅证实CR水凝胶能有效解决干细胞移植存活率低的临床痛点,其揭示的免疫调节机制更可拓展应用于其他炎症性疾病治疗。特别是水凝胶局部缓释的特性,避免了全身使用免疫抑制剂的副作用,具有显著的转化医学价值。未来研究可进一步探索不同他汀类药物的剂量效应,以及该技术在脊髓损伤等其它组织修复领域的应用潜力。

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