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微孔退火粒子（MAP）支架是一種具有流動(dòng)性的凝膠材料。這一材料由隨機(jī)填塞的微球和空間互相交聯(lián)的連續(xù)網(wǎng)絡(luò)組成。借助MAP，傷口周邊的組織無(wú)需等待材料降解就可以進(jìn)行滲透，從而改善創(chuàng)傷的組織愈合和血管生成能力。

近期，加州大學(xué)洛杉磯分校的Tatiana Segura和Philip Scumpia等人提出了一種通過(guò)轉(zhuǎn)變交聯(lián)多肽的手性來(lái)減緩MAP降解從而優(yōu)化組織生長(zhǎng)再生能力的策略。通過(guò)將L-氨基酸轉(zhuǎn)變成D-氨基酸，研究發(fā)現(xiàn)D-多肽交聯(lián)的MAP水凝膠（D-MAP）展現(xiàn)出了更加緩慢體外酶降解行為；然而D-MAP在體內(nèi)卻能夠加速降解，顯著促進(jìn)組織再生并修復(fù)傷口。進(jìn)一步研究表明，D-MAP在體內(nèi)能夠引發(fā)針對(duì)D-多肽的抗原特異性免疫，并促進(jìn)皮膚再生。研究認(rèn)為，這些發(fā)現(xiàn)說(shuō)明通過(guò)激活適當(dāng)?shù)拿庖叻磻?yīng)可以增強(qiáng)再生能力，為用于再生醫(yī)學(xué)的生物材料設(shè)計(jì)提供了新的思路。相關(guān)工作以“Activating an adaptive immune response from a hydrogel scaffold imparts regenerative wound healing”為題發(fā)表在Nature Materials。

D-MAP體內(nèi)外降解差異

研究首先比較了D-MAP在體內(nèi)外的降解行為。在體外，膠原酶能夠降解多肽交聯(lián)的MAP。對(duì)于L-MAP來(lái)說(shuō)，其在膠原酶環(huán)境中只需數(shù)分鐘就可以發(fā)生降解；而相比之下，D-MAP在一小時(shí)之內(nèi)也沒(méi)有表現(xiàn)出顯著的降解。然而在體內(nèi)實(shí)驗(yàn)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(fā)現(xiàn)大量的水凝膠停留，而D-MAP處理的組織中卻幾乎沒(méi)有發(fā)現(xiàn)水凝膠，表明D-MAP在體內(nèi)的降解速度反而比L-MAP還快。

D-MAP引發(fā)適應(yīng)性免疫反應(yīng)

進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在體內(nèi)模型中系統(tǒng)可以產(chǎn)生針對(duì)D-多肽的抗原特異性免疫，從而促使免疫細(xì)胞在D-MAP中的聚集，引發(fā)強(qiáng)效免疫反應(yīng)的同時(shí)還能促進(jìn)D-MAP的降解。對(duì)免疫相關(guān)的骨髓細(xì)胞和巨噬細(xì)胞的檢測(cè)也顯示，D-MAP水凝膠能夠激活適應(yīng)性免疫系統(tǒng)，從而招募骨髓細(xì)胞，增強(qiáng)D-MAP的免疫浸潤(rùn)和降解。更重要的是，通過(guò)激活適應(yīng)性免疫，毛囊結(jié)構(gòu)可以得到再生，表明D-MAP引發(fā)的適應(yīng)性免疫能夠促進(jìn)傷口組織再生。

圖3 D-MAP通過(guò)免疫活化促進(jìn)傷口再生

結(jié)論

這項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，通過(guò)改造MAP可以在體內(nèi)增強(qiáng)先天和適應(yīng)性免疫。通過(guò)構(gòu)建MAP引發(fā)特定的免疫反應(yīng)不但可以避免傷口組織纖維化，還能有效促進(jìn)傷口組織再生和功能恢復(fù)。因此，研究認(rèn)為MAP支架展現(xiàn)出了作為免疫調(diào)節(jié)平臺(tái)的潛在價(jià)值，對(duì)于發(fā)展再生醫(yī)學(xué)生物材料具有重大的意義。

參考文獻(xiàn)：

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

文獻(xiàn)鏈接：

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