《Drug Delivery》：pH-responsive hydrogel delivery of Lycium barbarum glycopeptide coordinates immune-matrix crosstalk to enhance wound healing
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先进的伤口敷料应将物理保护与局部微环境响应的治疗药物递送相结合。枸杞糖肽（LbGp）是一种天然来源的大分子制剂，据报道具有免疫调节和组织保护活性；然而，其局部应用受限于快速扩散和局部滞留不足。在此，研究人员设计了一种可注射的氧化海藻酸钠/明胶水凝胶（OSA/G
先进的伤口敷料应将物理保护与局部微环境响应的治疗药物递送相结合。枸杞糖肽（LbGp）是一种天然来源的大分子制剂，据报道具有免疫调节和组织保护活性；然而，其局部应用受限于快速扩散和局部滞留不足。在此，研究人员设计了一种可注射的氧化海藻酸钠/明胶水凝胶（OSA/Gel@LbGp），通过动态席夫碱交联实现LbGp的局部递送。OSA/Gel@LbGp显示出良好的细胞相容性，促进了HaCaT角质形成细胞迁移，并使脂多糖（LPS）刺激的巨噬细胞向修复相关表型转变，表现为CD68、肿瘤坏死因子-α（TNF-α）和白介素-1β（IL-1β）降低，而CD206、精氨酸酶-1（ARG-1）和转化生长因子-β1（TGF-β1）升高。在小鼠5毫米全层切除创面模型中，OSA/Gel@LbGp加速了创面闭合，缩小了肉芽组织间隙，增强了再上皮化，并改善了真皮组织和胶原沉积。随后RNA测序鉴定出2097个上调基因和980个下调基因，揭示了一个以细胞外基质（ECM）为中心的修复程序，富集于ECM-受体相互作用、细胞-基质粘附和基质重塑通路，其中基质金属蛋白酶11（Mmp11）作为代表性重塑相关基因出现。与该转录组发现一致，处理后的创面组织表现出增加的胶原I/COL1A1、MMP11和血管内皮生长因子（VEGF）信号，以及减少的炎症相关MMP9。总之，OSA/Gel@LbGp通过协调早期免疫调节与随后的ECM重建来促进创面修复。这些发现建立了一种以递送为中心的策略，将天然大分子生物活性物质转化为先进的伤口敷料，从而改善愈合动力学和组织修复质量。
研究背景与科学问题
皮肤创面愈合是一个动态且高度协调的过程，早期炎症必须及时消退才能允许再上皮化、肉芽组织形成及随后的细胞外基质（ECM）重塑。然而，当炎症信号持续存在，伴随过量活性氧（ROS）积累和持续的免疫细胞浸润时，这一有序过程会被破坏，导致创面延迟闭合、胶原排列紊乱以及疤痕倾向的修复。传统敷料虽能保护创面并维持湿润，但大多生物学上被动，对决定修复质量的微环境线索调控有限。水凝胶敷料因其能贴合不规则创面、保持湿润界面并滞留治疗药物而备受关注。特别是，刺激响应性水凝胶可将药物释放与病理信号偶联。枸杞糖肽（LbGp）作为一种天然糖肽类生物活性组分，在多种损伤模型中显示出抗炎和抗氧化作用，但其可溶性给药易被渗出液稀释并从创面扩散，失去与炎症信号的时序匹配。因此，将LbGp的生物活性转化为创面治疗效果在很大程度上是一个递送难题。本研究旨在通过构建pH调控的OSA/Gel@LbGp水凝胶，将LbGp转化为创面局部化储库，以改善局部滞留和控制释放，从而促进早期免疫调节和支持下游ECM重塑。
主要关键技术方法
研究人员采用高碘酸盐介导的氧化反应合成氧化海藻酸钠（OSA），并通过羟胺盐酸盐滴定法优化其氧化度。利用动态席夫碱交联将总LbGp制剂整合入OSA/明胶网络制备水凝胶。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、扫描电子显微镜（SEM）、流变学分析和溶胀实验进行理化表征。体外释放实验在pH 7.4和pH 5.0条件下进行。细胞实验使用RAW 264.7小鼠巨噬细胞和HaCaT人角质形成细胞，采用Transwell系统暴露于水凝胶释放物。体内评估采用雄性C57BL/6小鼠5毫米全层切除创面模型（来自维通利华实验动物技术有限公司），包括组织学染色、免疫荧光、免疫印迹和RNA测序（RNA-seq）分析。
研究结果
3.1 OSA/Gel@LbGp网络可实现炎症响应性局部LbGp递送： 通过FTIR证实了水凝胶形成和LbGp掺入。累积释放曲线显示pH 5.0条件下LbGp释放显著高于pH 7.4，表明酸促进释放特性。水凝胶表现出快速溶胀后平衡、固态流变行为、应变交替下的结构恢复、多孔微观结构以及在酸性条件下的更大网络破坏，证实其可作为创面贴合的局部储库。
3.2 OSA/Gel@LbGp具有细胞相容性并支持创面相关细胞体外应答： 活/死染色和CCK-8检测表明，RAW 264.7巨噬细胞和HaCaT角质形成细胞在各组中均呈现活力增加趋势，无明显细胞毒性。划痕迁移实验显示，OSA/Gel@LbGp处理的单层细胞在12小时和24小时的划痕闭合率高于空白OSA/Gel组，表明其支持上皮迁移功能。
3.3 局部LbGp递送加速创面闭合并改善再生组织重塑： 在小鼠全层切除创面模型中，OSA/Gel@LbGp组从多个时间点显示出最高的创面闭合率和最小的残余面积。H&E染色显示，第4天和第14天OSA/Gel@LbGp组的肉芽组织间隙最小，组织结构更有序。第14天免疫荧光显示，OSA/Gel@LbGp组创面中缺氧诱导因子-1α（HIF-1α）阳性和Ki67阳性细胞数量少于对照组，表明组织成熟度更高。
3.4 OSA/Gel@LbGp通过促进修复性巨噬细胞极化重塑早期炎症微环境： 第4天免疫组化显示，OSA/Gel@LbGp组创面中TGF-β1免疫反应性增强，TNF-α免疫反应性降低。免疫荧光染色证实，OSA/Gel@LbGp增加了CD206相关信号并减少了CD68主导的阳性区域。体外LPS刺激巨噬细胞模型中，ELISA和免疫印迹均显示OSA/Gel@LbGp降低了TNF-α和IL-1β，同时增加了TGF-β1和ARG-1，表明其直接调节巨噬细胞炎症输出。
3.5 RNA-seq将OSA/Gel@LbGp治疗与ECM中心修复程序关联： RNA-seq鉴定出2097个上调基因和980个下调基因。功能富集分析显示最突出的通路涉及ECM-受体相互作用、细胞-基质粘附以及细胞因子和信号相关过程。ECM模块分析显示胶原蛋白、糖蛋白、整合素、层粘连蛋白等成分的协调变化，基质金属蛋白酶11（Mmp11）成为代表性重塑相关基因。
3.6 OSA/Gel@LbGp增强胶原基质沉积和组织重塑： Masson三色染色显示OSA/Gel@LbGp组胶原含量最高。MMP11免疫荧光在该组创面组织中更丰富，且在体外LPS刺激巨噬细胞中也观察到类似增加。VEGF染色在水凝胶处理组更广泛，尤其在LbGp负载组。空间上，MMP11阳性信号出现在K14阳性表皮区域和F4/80阳性巨噬细胞富集区附近。值得注意的是，MMP11增加而炎症相关MMP9降低，表明选择性重塑。
3.7 TGF-β/SMAD相关信号伴随OSA/Gel@LbGp驱动的ECM重建： GSEA显示ECM-受体相互作用基因集在OSA/Gel@LbGp组显著富集。COL1A1免疫组化和免疫荧光显示该组信号更强。免疫印迹显示OSA/Gel@LbGp组SMAD2和SMAD3磷酸化水平改变，SMAD7表达变化，支持TGF-β/SMAD相关信号参与ECM重建表型。α-SMA和CD31共染模式提示血管支持。
讨论与结论
讨论部分指出，本研究证明动态OSA/Gel水凝胶能将可溶性LbGp转化为创面局部化递送储库，从而将瞬时应用的天然糖肽制剂转变为更持久的局部治疗信号。关键启示在于区分LbGp的分子活性与其在创面表面的局部生物利用度——游离LbGp易被渗出液稀释和扩散，而水凝胶设计改变了这一递送情境，其治疗益处并非简单的“生物活性货物加材料覆盖”的叠加效应，而是与水凝胶介导的LbGp时空可用性调控有关。研究人员提出以递送为中心的工作模型：OSA/Gel@LbGp增强LbGp在早期炎症阶段的局部驻留和分阶段呈递，帮助减轻过度炎症应激，使创面微环境向修复状态进展，该转变伴随着ECM-受体相互作用富集、胶原沉积、血管支持和选择性基质重塑。本研究为在创面修复中递送天然生物活性大分子提供了通用策略。
结论部分翻译：总之，本工作证明了LbGp在创面修复中的治疗价值可通过pH响应性局部递送得到显著放大。通过将LbGp整合到动态OSA/Gel水凝胶中，研究人员建立了一个创面贴合的储库，改善了局部滞留，并在与发炎组织相关的酸性条件下更易释放货物。这种递送行为伴随着早期过度炎症反应的减弱、ECM中心修复程序的促进以及再生组织结构质量的改善。巨噬细胞相关信号、MMP11表达和TGF-β/SMAD连接重塑的相关变化为分期匹配递送如何将免疫调节与基质重建联系起来提供了一个机制框架。总体而言，OSA/Gel@LbGp代表了一种有前景的生物活性敷料策略，其中响应性局部递送不仅用于加速创面闭合，还用于提高组织修复的质量。
