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水凝胶支架可通过激活适应性免疫反应促进再生伤口愈合

       再生医学的目标是使组织功能恢复到生理活动。对于生物材料支架来说,实现这一点的最佳策略需要平衡材料降解和组织再生。临床和病人因素导致原位化学和物理参数的广泛变化,这使得达到降解-再生平衡特别困难。微孔退火粒子(MAP)支架是一种具有流动性的凝胶材料,这一材料由随机填塞的微球和空间互相交联的连续网络组成。借助MAP,伤口周边的组织无需等待材料降解就可以进行渗透,从而改善创伤的组织愈合和血管生成能力。
       在近期一篇发表于《
NATURE MATERIALS》的文章中,美国加州大学洛杉矶分校化学与生物分子工程系、美国加州大学洛杉矶分校生物工程系、罗格斯-新泽西医学院医学系和免疫与炎症中心、美国加州大学洛杉矶分校大卫格芬医学院医学系皮肤科等研究人员提出了一种通过转变交联多肽的手性来减缓MAP降解从而优化组织生长再生能力的方法。通过将L-氨基酸转变成D-氨基酸,发现D-多肽交联的MAP水凝胶(D-MAP)展现出了更加缓慢的体外酶降解行为,但其在体内却能够加速降解,显著促进组织再生并修复伤口。进一步研究表明,D-MAP在体内能够引发针对D-多肽的抗原特异性免疫,并促进皮肤再生,这些发现说明通过激活适当的免疫反应可以增强再生能力,为再生医学的生物材料设计提供了新的思路。另外比较了D-MAP在体内外的降解行为。在体外,胶原酶能够降解多肽交联的MAP。对于L-MAP来说,其在胶原酶环境中只需数分钟就可以发生降解,而D-MAP在一小时之内也没有表现出显著的降解。然而在体内实验中,伤口愈合后21天的组织切片显示,L-MAP处理的组织还能发现大量的水凝胶停留,而D-MAP处理的组织中却几乎没有发现水凝胶,表明D-MAP在体内的降解速度反而比L-MAP还快。对D-MAP引发适应性免疫反应进一步研究发现,在体内模型中系统可以产生针对D-多肽的抗原特异性免疫,从而促使免疫细胞在D-MAP中的聚集,引发强效免疫反应的同时还能促进D-MAP的降解。对免疫相关的骨髓细胞和巨噬细胞的检测也显示,D-MAP水凝胶能够激活适应性免疫系统,从而招募骨髓细胞,增强D-MAP的免疫浸润和降解。更重要的是,通过激活适应性免疫,毛囊结构可以得到再生,表明D-MAP引发的适应性免疫能够促进伤口组织再生。
       这项研究发现,通过改造MAP可以在体内增强先天和适应性免疫。通过构建MAP引发特定的免疫反应不但可以避免伤口组织纤维化,还能有效促进伤口组织再生和功能恢复。因此,研究认为MAP支架展现出了作为免疫调节平台的潜在价值,对于发展再生医学生物材料具有重大的意义。(来源:QYIM & AMSC XJ QU编报)

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