北科大温永强/杜宏武教授和北大人民医院张培训教授 AFM:多功能DNA水凝胶增强脂肪干细胞的干性激活免疫通路引导烧伤创面再生
2022-09-07 来源:高分子科技
根据世界卫生组织的不完全统计,全世界每年估计有18万人死于烧伤。3级烧伤是一种并非完全静态的伤害。由热损伤引起的蛋白质变性导致烧伤早期组织丢失,有毒炎症介质很快就会激活产生氧自由基,直接加重烧伤伤口坏死。坏死区域也会影响从正常组织到坏死组织的转化,导致更大的受损区域。此外,由于高代谢,烧伤患者的免疫力降低,感染风险增加,这导致烧伤伤口进一步感染和恶化。烧伤患者的主要临床特征是大量渗出物、促持续炎症、剧烈疼痛和瘙痒、自由基生成、溃疡、周围神经病变和体重减轻。临床上治疗烧伤的主要方式是植皮,但是不能全面解决烧伤症状。此外,由于临床敷料功能单一,不能满足当前多样化的伤口需求。因此,烧伤伤口的治疗仍然是再生医学所面临的难题。
北京科技大学温永强教授、杜宏武教授与北京大学人民医院张培训教授等人通过动态交联DNA单元、聚丙烯酰胺和L-抗坏血酸2-磷酸盐(L-A2P)形成致密氢键,可以方便地获得多功能DNA水凝胶体系,如图1所示。DNA水凝胶系统中掺杂了冰片,可缓解疼痛和瘙痒。获得的DNA水凝胶为干细胞的生长和发育提供了类似于细胞外基质结构,可以调节细胞增殖,维持细胞活力,并在合适的环境中实现完美释放。并且,药理学伤口敷料外壳具有优异的机械性能、组织粘附性和抗菌性能。除此之外,多功能DNA水凝胶集成系统可以促进巨噬细胞转化、血管生成和神经发生。该系统通过神经免疫相互作用调节病理性疼痛和瘙痒。此外,该系统激活PI3K-Akt信号通路,有助于增强和促进组织再生。因此,先进的DNA水凝胶集成系统开启了烧伤创面有效综合治疗的级联模式,有助于进一步推动临床转化机制的深入研究。该研究以题为“Multifunctional DNA Hydrogel Enhances Stemness of Adipose-Derived Stem Cells to Activate Immune Pathways for Guidance Burn Wound Regeneration”发表在《Advanced Functional Materials》上。
图1. 水凝胶的制备、药理外壳制备、促进烧伤伤口愈合机理示意图。
图2. 烧伤伤口愈合示意图。
图3. 水凝胶敷料伤口愈合机理图。
感谢国家自然基金委和北京科技大学基金支持。
原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202207466
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(责任编辑:xu)
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