《Materials Today Bio》：Orchestrating diabetic wound repair via mitochondria-targeted delivery of dihydromyricetin with tailored ADSC-derived biohybrid nanovesicles
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为解决糖尿病创面因氧化应激与线粒体功能障碍导致的难愈问题，研究人员开展了一项主题为“通过线粒体靶向递送二氢杨梅素（DHM）的定制ADSC来源生物杂化纳米囊泡（DHM@mtABV）来协调糖尿病创面修复”的研究。该研究证实DHM@mtABV能同时清除线粒体活性氧（mtROS）、激活NRF2通路，有效恢复线粒体稳态、促进细胞增殖与迁移，并在糖尿病小鼠模型中显著加速伤口闭合，为解决难愈性糖尿病创面提供了变革性治疗范式。
糖尿病是全球范围内日益严峻的健康挑战，其中糖尿病足溃疡等慢性创面更是患者痛苦的根源。这些创面往往迁延不愈，反复发作，导致患者生活质量严重下降，甚至面临截肢风险。传统的治疗方法，如常规清创、抗生素应用和敷料覆盖，常常效果有限，难以从根本上解决创面难以愈合的核心难题。那么，到底是什么在背后“拖累”了伤口的愈合进程？近年来的研究逐渐将矛头指向了细胞内的“能量工厂”——线粒体。在糖尿病患者体内，持续的高血糖环境会引发严重的氧化应激，导致细胞内产生过量的活性氧（ROS），而线粒体既是ROS产生的主要源头，也是其攻击的主要靶点。这种恶性循环导致线粒体功能严重受损，进而破坏了细胞的能量供应、增殖能力和修复信号。更棘手的是，细胞自身的核心抗氧化防御系统——NRF2信号通路——在糖尿病环境下也常常功能失调，无法有效对抗氧化损伤。这就形成了一个“病理性的脱节”：抗氧化防御系统无法有效地保护线粒体，而受损的线粒体又持续产生更多的氧化压力，最终使创面愈合过程陷入停滞。因此，开发一种能够精准靶向线粒体、同时有效清除ROS并激活内源性修复信号的协同治疗策略，成为了攻克这一医学难题的关键突破口。近期，一项发表在《Materials Today Bio》期刊上的研究，提出并验证了一种名为DHM@mtABV的生物杂化纳米囊泡，为解决上述问题提供了全新的、极具潜力的解决方案。
本研究运用了多项关键技术方法。研究人员首先制备了ADSC来源的纳米囊泡（ANV）和共包载二氢杨梅素（DHM）与线粒体靶向配体TPP的合成脂质体（DHM@mtLipo），然后通过膜融合技术构建了生物杂化纳米囊泡DHM@mtABV。在体外研究中，利用H2O2诱导建立了氧化应激细胞模型，评估纳米囊泡对细胞增殖、迁移、线粒体膜电位、ROS水平等指标的影响。在体内研究中，建立了小鼠糖尿病全层皮肤缺损模型，通过伤口拍照、组织学染色（HE、Masson）、免疫荧光/组化（检测Ki67、PCNA、CD31、NRF2、SOD2等）以及蛋白质印迹法（Western blot）等技术，系统评估了DHM@mtABV对伤口愈合进程、组织修复质量、血管新生及关键信号通路的影响。此外，研究还结合了公共数据库的转录组数据和单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析，从系统层面揭示了糖尿病创面中氧化应激与线粒体功能失调的分子特征。
研究结果部分：
3.1. 受损的NRF2信号与加重的氧化应激和延迟的糖尿病创面愈合相关
研究人员首先在小鼠模型中证实，糖尿病创面的愈合速度显著慢于正常创面。组织学分析显示，糖尿病创面存在肉芽组织收缩延迟、上皮再生受阻、胶原沉积减少和血管新生不足等问题。通过转录组分析和蛋白质印迹法，他们发现糖尿病创面中NRF2及其下游靶标HO-1、SOD2的表达水平显著下调。更重要的是，通过通路协同性分析，他们揭示了糖尿病创面中NRF2信号与线粒体代谢之间存在功能“脱钩”，即抗氧化防御系统无法有效保护线粒体功能，这构成了糖尿病创面难愈的核心病理机制之一。
3.2. ANV、DHM@mtLipo和DHM@mtABV的表征和验证
研究团队成功制备并表征了三种纳米囊泡。透射电镜（TEM）显示它们均具有球形纳米结构。动态光散射（DLS）和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析证实了DHM@mtABV的成功构建及其成分整合。通过荧光共振能量转移（FRET）实验和共聚焦显微镜观察，研究人员验证了ANV与DHM@mtLipo之间发生了成功的膜融合，并且融合后的DHM@mtABV保留了高效的线粒体靶向能力，能够特异性富集在线粒体周围。
3.3. DHM@mtABV在体外减轻氧化应激并促进细胞修复
细胞实验表明，DHM@mtABV具有优异的生物相容性。在H2O2诱导的氧化应激模型中，DHM@mtABV处理能最有效地恢复内皮细胞、角质形成细胞和成纤维细胞的增殖能力与迁移能力，并显著提高细胞存活率，其效果优于单独的ANV或DHM@mtLipo。
3.4. DHM@mtABV在氧化应激下恢复线粒体稳态
研究进一步在细胞水平评估了DHM@mtABV对线粒体功能的保护作用。结果显示，DHM@mtABV能最有效地恢复因氧化应激而降低的线粒体膜电位，提升细胞ATP水平，稳定线粒体钙离子（Ca2+）稳态，并显著减少细胞内总ROS和线粒体特异性ROS（mtROS）的水平。此外，它还能抑制线粒体膜通透性转换孔（mPTP）的异常开放，从而保护线粒体结构的完整性。
3.5. DHM@mtABV整合了增强的递送效率和多通路激活以改善氧化应激
通过高效液相色谱（HPLC）分析发现，DHM@mtABV显著提高了DHM在细胞内的摄取效率。机制研究表明，DHM@mtABV不仅能有效清除ROS，还能协同激活NRF2抗氧化通路以及AKT和ERK1/2等促增殖和促存活信号通路。这种多通路协同激活的作用，是其超越单一组分疗效的关键。
3.6. DHM@mtABV通过协调组织修复和抗氧化信号促进糖尿病创面的功能恢复
在糖尿病小鼠创面模型中，DHM@mtABV治疗展现了最强的促愈合效果，其伤口闭合速度接近正常小鼠。组织学分析证实，DHM@mtABV治疗显著促进了再上皮化和肉芽组织成熟，并改善了胶原纤维的排列和沉积质量。免疫荧光结果显示，DHM@mtABV能显著增加创面中增殖细胞（Ki67+, PCNA+）的数量，抑制炎症因子TNF-α的表达，促进血管新生（CD31+, α-SMA+），并强烈激活创面组织的NRF2/HO-1/SOD2抗氧化信号轴。
研究结论与讨论归纳：
本研究证实，糖尿病创面难愈的核心在于氧化应激与线粒体功能障碍之间形成了恶性循环，且NRF2介导的抗氧化防御与线粒体修复之间存在功能性脱节。为解决这一难题，研究团队创新性地设计并构建了一种生物杂化纳米囊泡DHM@mtABV。该平台巧妙地融合了合成脂质体的精准线粒体靶向和高效载药能力，以及ADSC来源囊泡（ANV）的先天生物相容性和内源性修复信号。
实验结果表明，DHM@mtABV成功实现了线粒体的精准靶向给药，能够同时从“源头”清除线粒体ROS和“系统”层面激活细胞自身的NRF2抗氧化防御及AKT/ERK修复通路。这种协同作用不仅有效打破了氧化应激的恶性循环，恢复了线粒体能量代谢和钙稳态，还全面促进了细胞的增殖、迁移和血管生成能力。最终，在动物模型中，DHM@mtABV显著加速了糖尿病创面的高质量愈合。
这项工作的意义超越了单纯开发一种新的纳米递送系统。它通过工程化的“生物杂化”策略，成功重构了糖尿病创面微环境中被破坏的“抗氧化-修复”功能链接，为解决以线粒体功能障碍为核心的慢性疾病治疗提供了全新的范式。该研究不仅为难愈性糖尿病创面的治疗带来了极具前景的候选方案，其“合成生物学特性与天然生物智能相结合”的设计理念，也为再生医学和其他复杂疾病的靶向治疗开辟了新的思路。
