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水凝膠支架可通過激活適應性免疫反應促進再生傷口愈合

嘉峪檢測網        2020-11-12 14:08

微孔退火粒子(MAP)支架是一種具有流動性的凝膠材料。這一材料由隨機填塞的微球和空間互相交聯的連續網絡組成。借助MAP,傷口周邊的組織無需等待材料降解就可以進行滲透,從而改善創傷的組織愈合和血管生成能力。

 

近期,加州大學洛杉磯分校的Tatiana Segura和Philip Scumpia等人提出了一種通過轉變交聯多肽的手性來減緩MAP降解從而優化組織生長再生能力的策略。通過L-氨基酸轉變成D-氨基酸研究發現D-多肽交聯的MAP水凝膠(D-MAP)展現出了更加緩慢體外酶降解行為;然而D-MAP在體內卻能夠加速降解,顯著促進組織再生并修復傷口進一步研究表明,D-MAP在體內能夠引發針對D-多肽的抗原特異性免疫,并促進皮膚再生。研究認為,這些發現說明通過激活適當的免疫反應可以增強再生能力,為用于再生醫學的生物材料設計提供了新的思路。相關工作以“Activating an adaptive immune response from a hydrogel scaffold imparts regenerative wound healing”為題發表在Nature Materials

水凝膠支架可通過激活適應性免疫反應促進再生傷口愈合

D-MAP體內外降解差異

研究首先比較了D-MAP在體內外的降解行為。在體外,膠原酶能夠降解多肽交聯的MAP。對于L-MAP來說,其在膠原酶環境中只需數分鐘就可以發生降解;而相比之下,D-MAP在一小時之內也沒有表現出顯著的降解。然而在體內實驗中,傷口愈合后21天的組織切片顯示,L-MAP處理的組織還能發現大量的水凝膠停留,而D-MAP處理的組織中卻幾乎沒有發現水凝膠,表明D-MAP在體內的降解速度反而比L-MAP還快

D-MAP引發適應性免疫反應

進一步研究發現,在體內模型中系統可以產生針對D-多肽的抗原特異性免疫,從而促使免疫細胞在D-MAP中的聚集,引發強效免疫反應的同時還能促進D-MAP的降解。對免疫相關的骨髓細胞和巨噬細胞的檢測也顯示,D-MAP水凝膠能夠激活適應性免疫系統,從而招募骨髓細胞,增強D-MAP的免疫浸潤和降解。更重要的是,通過激活適應性免疫,毛囊結構可以得到再生,表明D-MAP引發的適應性免疫能夠促進傷口組織再生

水凝膠支架可通過激活適應性免疫反應促進再生傷口愈合

圖3 D-MAP通過免疫活化促進傷口再生

結論

這項研究發現,通過改造MAP可以在體內增強先天和適應性免疫。通過構建MAP引發特定的免疫反應不但可以避免傷口組織纖維化,還能有效促進傷口組織再生和功能恢復。因此,研究認為MAP支架展現出了作為免疫調節平臺的潛在價值,對于發展再生醫學生物材料具有重大的意義。

 

參考文獻:
Activating an adaptive immune response from a hydrogel scaffold imparts regenerative wound healing
文獻鏈接:

https://www.nature.com/articles/s41563-020-00844-w

 

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來源:高分子科學前沿

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