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最新《自然·材料​》: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

嘉峪检测网        2020-11-16 08:52

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。

近期,加州大学洛杉矶分校的Tatiana Segura和Philip Scumpia等人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策略。通过将L-氨基酸转变成D-氨基酸,研究发现D-多肽交联的MAP水凝胶(D-MAP)展现出了更加缓慢体外酶降解行为;然而D-MAP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。研究认为,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,为用于再生医学的生物材料设计提供了新的思路。相关工作以“Activating an adaptive immune response from a hydrogel scaffold imparts regenerative wound healing”为题发表在Nature Materials。

 

D-MAP体内外降解差异

研究首先比较了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;而相比之下,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。

 

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。

最新《自然·材料​》: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

图3 D-MAP通过免疫活化促进伤口再生

结论

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。

 

参考文献:

Activating an adaptive immune response from a hydrogel scaffold imparts regenerative wound healing

文献链接:

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

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来源:高分子科学前沿