慢性傷口是糖尿病患者的常見并發(fā)癥，約有 25% 的糖尿病患者會(huì)受到影響。每年治療慢性傷口和疤痕的費(fèi)用超過 50 億美元，給患者和醫(yī)療系統(tǒng)造成了巨大的經(jīng)濟(jì)負(fù)擔(dān)。生物膜感染、持續(xù)炎癥和血管生成障礙阻礙了糖尿病傷口的愈合過程。目前，有多種治療策略可用于控制糖尿病傷口，包括積極清創(chuàng)、手術(shù)血管生成、抗菌治療和生物工程替代組織產(chǎn)品。然而，由于慢性傷口的發(fā)病機(jī)制復(fù)雜，這些治療策略大多受到限制，對(duì)糖尿病傷口的治療并非完全有效。因此，有必要開發(fā)包含抗菌、消炎和促進(jìn)血管生成作用的多功能治療策略，以解決糖尿病傷口的治療問題。由于傷口環(huán)境復(fù)雜，如生物膜感染、過度炎癥和血管生成受損，糖尿病傷口的治療面臨巨大挑戰(zhàn)。微環(huán)境在慢性糖尿病傷口中的關(guān)鍵作用尚未被用于治療開發(fā)。
來自新加坡南洋理工大學(xué)的Hongzhong Chen和Yanli Zhao和來自中山大學(xué)的Xiaowei Zeng 團(tuán)隊(duì)合作開發(fā)了一種微針（MN）繃帶，它具有多巴胺包被的含硒和氯素 e6（SeC@PA）混合納米粒子的功能，它包括活性氧（ROS）和活性氮（RNS），因此能夠針對(duì)傷口微環(huán)境雙向調(diào)節(jié)活性物質(zhì)（RS）的生成。SeC@PA MN繃帶可以破壞傷口覆蓋物的屏障，從而實(shí)現(xiàn) SeC@PA 的高效輸送。SeC@PA 不僅能消耗內(nèi)源性谷胱甘肽（GSH）以增強(qiáng) RS 的抗生物膜效應(yīng)，還能通過級(jí)聯(lián)反應(yīng)降解生物膜中的 GSH，生成更致命的 RS 以根除生物膜。在 GSH 水平較低的傷口床中，SeC@PA 可充當(dāng) RS 清除劑，發(fā)揮抗炎作用。SeC@PA 還能促進(jìn)巨噬細(xì)胞的 M2 型分化，加速傷口愈合。這種由傷口微環(huán)境激活的自我增強(qiáng)、分解和動(dòng)態(tài)療法為治療慢性傷口提供了一種方法。相關(guān)工作以題為“Biofilm microenvironment triggered self-enhancing photodynamic immunomodulatory microneedle for diabetic wound therapy”的文章發(fā)表在2023年11月23日的國際頂級(jí)期刊《Nature Communications》。
1. 創(chuàng)新型研究內(nèi)容
本研究開發(fā)了一種用于糖尿病傷口治療的多功能微針（MN）繃帶。如圖 1a 所示，首先制備出含有硒（Se）和氯蛋白 e6（Ce6）的多巴胺包覆雜化納米粒子（SeC@PA），然后在其表面用 L-精氨酸（LA）修飾。在 MN 繃帶上負(fù)載 SeC@PA，得到 SeC@PA MN。將 SeC@PA MN 應(yīng)用于糖尿病傷口后，理化屏障被打破，SeC@PA 被有效地輸送到生物膜和傷口活組織中（圖 1b）。本研究推測(cè)，SeC@PA 被輸送到生物膜感染部位后，不僅可以消耗 GSH 并產(chǎn)生活性氮（RNS），從而增強(qiáng) PDT 的抗生物膜效果，還可以利用生物膜中高水平的 GSH，通過一系列級(jí)聯(lián)催化反應(yīng)產(chǎn)生羥自由基（-OH）（圖 1c）。相反，SeC@PA 被送入高度炎癥的傷口組織后，通過快速清除 RS 和增強(qiáng)谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）的活性，表現(xiàn)出強(qiáng)大的抗氧化作用（圖 1d）。此外，SeC@PA 還能有效促進(jìn)巨噬細(xì)胞向 M2 表型分化，從而促進(jìn)傷口愈合（圖 1e）。SeC@PA 通過不同的 GSH 水平對(duì) RS 的雙向調(diào)節(jié)在體外和體內(nèi)都得到了證實(shí)。在糖尿病傷口小鼠模型中研究了 SeC@PA MN 的療效。本研究開發(fā)了一種自我增強(qiáng)、分解代謝和動(dòng)態(tài)療法，可有效控制慢性糖尿病傷口。
圖1 用于糖尿病傷口治療的自我強(qiáng)化分解代謝動(dòng)態(tài)策略
【SeC@PA 和 SeC@PA MN 繃帶的制備與表征】
本研究首先按照既定方法制備 Se。透射電子顯微鏡（TEM）圖像顯示，Se 顆粒均勻，平均直徑為 38.42 ± 0.85 nm。用多巴胺（DA）包覆 Se 表面并封裝光敏劑（Ce6），得到 SeC@P。LA 通過靜電作用吸附在 SeC@P 表面，形成 SeC@PA。表征結(jié)果如圖 2 所示。使用 TEM 觀察了產(chǎn)品形態(tài)。SeC@P 呈現(xiàn)球狀形態(tài)，分散性良好，與 Se@PA 相似（圖 2a）。SeC@P 和 SeC@PA 的流體力學(xué)直徑分別為 90.00 ± 1.82 nm 和 108.47 ± 1.01 nm。zeta 電位表明 SeC@P 帶負(fù)電荷，SeC@PA 帶正電荷，這表明帶正電荷的 LA 已成功引入表面。掃描電子顯微鏡（SEM）能量色散光譜儀（EDS）和 X 射線光電子能譜（XPS）也驗(yàn)證了 SeC@PA 的成功組裝。結(jié)果表明，SeC@PA 不僅由基本元素 C、O 和 N 組成，還包括 Se。經(jīng)計(jì)算，SeC@PA 中 Se、Ce6 和 LA 的負(fù)載效率分別為 23.23 ± 4.11%、8.40 ± 4.38% 和 12.60 ± 3.79%。
圖2 SeC@PA 和 SeC@PA MN 的特性分析
【SeC@PA 的抗生物膜特性】
由于金黃色葡萄球菌（SA）和銅綠假單胞菌（PA）是從慢性傷口生物膜中分離出來的最常見菌種，因此在抗生物膜評(píng)估中使用這兩種菌種作為代表菌株。本研究首先關(guān)注了不同濃度 SeC@PA(+) 的抗菌活性和細(xì)胞活力。SeC@PA(+) 的濃度越高，抗菌活性越強(qiáng)，同時(shí)細(xì)胞毒性也越強(qiáng)。為了平衡抗菌活性和細(xì)胞毒性，本研究選擇了含有 20 μg/mL Se、7.2 μg/mL Ce6 和 10.8 μg/mL LA 的 SeC@PA 濃度進(jìn)行后續(xù)研究。接下來，本研究探討了不同制劑對(duì) SA 和 PA 的殺菌作用。C@PA(+) 和 SeC@PA(+) 都具有很強(qiáng)的抗菌效果，證明了針對(duì) RS 的抗菌潛力。
不同處理方法對(duì) SA 和 PA 形成的單種生物膜的抗生物膜效果見圖 3。在圖 3a所示的典型活/死生物膜圖像中，對(duì)照組和 C@PA 組的生物膜相對(duì)完整，幾乎所有存活的細(xì)菌都被染成綠色。相比之下，由于 Se 的抗菌活性，Se@PA 組和 SeC@PA 組表現(xiàn)出輕微的抗生物膜活性。在 C@PA（+）組中，死亡細(xì)菌被染成紅色，并觀察到大規(guī)模的細(xì)菌死亡。值得注意的是，SeC@PA(+)組的存活細(xì)菌數(shù)量最少，幾乎完全被死亡細(xì)菌覆蓋。因此，SeC@PA(+)組的抗生物膜效果是所有組中最好的。圖 3c展示了瓊脂平板中 SA 和 PA 的菌落形成單位（CFU）。兩種單一物質(zhì)生物膜的 CFU 定量（圖 3e）顯示了類似的活/死染色結(jié)果。與對(duì)照組、Se@PA 組和 C@PA(+)組相比，SeC@PA(+)組的 CFU 值分別降低了 4、3 和 1 個(gè)數(shù)量級(jí)。同樣，在水晶紫染色實(shí)驗(yàn)中，SeC@PA(+)組的水晶紫吸光度值最低（圖 3f），表明該組的存活細(xì)菌數(shù)量最少。
圖3 納米粒子的抗生物膜效應(yīng)
【SeC@PA 的抗氧化特性】
抗生物膜產(chǎn)生的 RS 會(huì)進(jìn)一步加劇傷口床的炎癥反應(yīng)。因此，理想的治療效果是在 GSH 水平較低的情況下，SeC@PA 不僅能清除抗生物膜產(chǎn)生的 RS，還能消除傷口組織產(chǎn)生的 RS。由于人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞（HUVECs）對(duì) RS 極其敏感，因此采用人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞來驗(yàn)證 SeC@PA 的抗氧化特性。如圖 4a、b 所示，與 C@PA(+)組相比，SeC@PA(+)組的 RS 水平明顯較低。流式細(xì)胞術(shù)的結(jié)果也顯示了類似的發(fā)現(xiàn)（圖 4c），表明 SeC@PA 是一種出色的 RS 清除劑。SeC@PA 的這種行為與高 GSH 水平生物膜中的行為截然相反。谷胱甘肽過氧化物酶（GPX）是一種重要的過氧化物酶，廣泛存在于人體中，而硒是 GPX 酶系統(tǒng)的一個(gè)組成部分。為了評(píng)估 SeC@PA 是否能通過生物合成促進(jìn) GPX 的水平和活性并增強(qiáng)傷口的抗氧化能力，本研究關(guān)注了處理后 GPX4 的水平和活性。本研究用紅色熒光標(biāo)記了 HUVEC 中的 GPX4，并用激光共聚焦顯微鏡進(jìn)行了觀察。如圖4d所示，與對(duì)照組和C@PA(+)組相比，Se@PA和SeC@PA(+)處理組細(xì)胞質(zhì)和細(xì)胞核中的紅色熒光明顯增強(qiáng)，表明GPX4水平升高。本研究進(jìn)一步用 Western 印跡法分析了 GPX4 的水平，Se@PA 組和 SeC@PA(+)組 GPX4 的相對(duì)表達(dá)量分別是對(duì)照組的 1.64 倍和 1.79 倍（圖 4e，f）。隨后，本研究檢測(cè)了不同處理組的 GPX 活性。SeC@PA(+) 組的 GPX 活性是對(duì)照組的 1.74 倍，而 Se@PA 組的 GPX 活性是對(duì)照組的 1.30 倍（圖 4g）。值得注意的是，與對(duì)照組相比，C@PA(+) 組的 GPX 活性明顯降低，這表明 RS 損傷了 GPX 活性，而 SeC@PA 逆轉(zhuǎn)了這種損傷。
圖4 納米粒子的抗炎作用
【SeC@PA的巨噬細(xì)胞分化促進(jìn)特性】
巨噬細(xì)胞在調(diào)節(jié)炎癥和促進(jìn)傷口愈合方面發(fā)揮著核心作用，并會(huì)分化為 M1 型和 M2 型。慢性傷口由 M1 型巨噬細(xì)胞浸潤，導(dǎo)致持續(xù)的炎癥反應(yīng)，延遲傷口愈合。事實(shí)證明，M2 型巨噬細(xì)胞在調(diào)節(jié)炎癥、促進(jìn)血管生成和傷口愈合方面起著關(guān)鍵作用。因此，加強(qiáng)巨噬細(xì)胞向 M2 表型的分化為加速慢性傷口愈合提供了機(jī)會(huì)。本研究首先使用特征性表面生物標(biāo)記物 CCR7 和 CD206 來識(shí)別 M1 型和 M2 型巨噬細(xì)胞，并確定不同處理方法對(duì)巨噬細(xì)胞分化的影響。用 Se@PA 和 SeC@PA(+) 培養(yǎng)后，觀察到 CD206 的綠色熒光比其他組更明顯。隨后，流式細(xì)胞術(shù)通過量化 CCR7 和 CD206 的表達(dá)來確定 M1 型和 M2 型巨噬細(xì)胞的比例（圖 5a）。經(jīng)Se@PA和SeC@PA(+)處理后，CD206+ M2表型細(xì)胞的比例較其他組明顯增加，而CCR7+ M1表型細(xì)胞的比例則較C@PA(+)明顯減少。此外，經(jīng) Se@PA 和 SeC@PA(+) 處理后，M2 型巨噬細(xì)胞標(biāo)記基因（包括 CD206、白細(xì)胞介素 (IL)-4、IL-10 和 Arg-1）的表達(dá)明顯改善。相比之下，Se@PA和SeC@PA(+)組的M1型巨噬細(xì)胞標(biāo)記基因，包括CD86、IL-1、誘導(dǎo)型一氧化氮合酶（iNOS）和腫瘤壞死因子（TNF）-α，則明顯減少。M2樣巨噬細(xì)胞的代表性細(xì)胞因子檢測(cè)結(jié)果顯示，SeC@PA(+)處理后，IL-4和IL-10水平顯著升高，IL-1和TNF-α水平顯著下降（圖5n-q）。這些結(jié)果表明，SeC@PA(+)能有效激活巨噬細(xì)胞向M2表型分化。
圖5 SeC@PA 能有效地將巨噬細(xì)胞分化為 M2 表型
【SeC@PA 促進(jìn)細(xì)胞遷移和血管生成】
對(duì)在 SeC@PA(+) 上培養(yǎng)的 HUVEC 的遷移和血管形成進(jìn)行了評(píng)估（圖 5f-i）。不出所料，C@PA(+)組的細(xì)胞既沒有遷移，也沒有檢測(cè)到血管生成，因?yàn)?RS 的產(chǎn)生會(huì)損害 HUVEC 的功能。相反，用 SeC@PA(+) 培養(yǎng)后，由于 RS 的清除作用，細(xì)胞遷移和血管生成都得到了恢復(fù)。然而，與對(duì)照組相比，SeC@PA(+) 處理并沒有使 HUVEC 的遷移和血管生成顯著增加?？紤]到巨噬細(xì)胞分化為 M2 型可促進(jìn)傷口愈合，本研究進(jìn)一步探討了加入 RAW264.7 細(xì)胞對(duì) HUVECs 行為的影響。令人驚訝的是，與其他組相比，加入 RAW264.7 細(xì)胞后，SeC@PA(+)處理明顯促進(jìn)了 HUVECs 的遷移和成管能力。為了確定這一現(xiàn)象是否歸因于 SeC@PA(+) 刺激 RAW264.7 細(xì)胞分泌某些調(diào)節(jié) HUVEC 行為的因子，本研究測(cè)定了 SeC@PA(+) 處理后細(xì)胞中血管內(nèi)皮生長因子（VEGF）的水平。如圖 5j-m 所示，與對(duì)照組相比，RAW264.7 細(xì)胞中的 VEGF 水平明顯升高。相反，SeC@PA（+）組處理的 HUVECs 中的 VEGF 水平與對(duì)照組無明顯差異，表明 SeC@PA(+) 能促進(jìn) RAW264.7 細(xì)胞分泌 VEGF，從而增強(qiáng) HUVECs 的細(xì)胞遷移和成管能力?？傊琒eC@PA(+)可通過調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞向M2型分化，從而分泌VEGF，促進(jìn)HUVECs的遷移和管形成，從而促進(jìn)傷口愈合。
【使用 SeC@PA 繃帶治療糖尿病小鼠的非生物膜感染傷口】
本研究采用未感染生物膜的糖尿病慢性傷口來驗(yàn)證 SeC@PA MN 對(duì)傷口組織的直接 RS 清除效果。如圖 6a、f 所示，含 Se 的 MN 組（Se@PA MN、Se@PA MN(+)、SeC@PA MN 和 SeC@PA MN(+) 組）與不含 Se 的 MN 組（對(duì)照組、對(duì)照組(+)、C@PA MN 和 C@PA MN(+) 組）相比，傷口愈合率要高得多。有趣的是，SeC@PA MN（+）組的 RS 水平低于 C@PA MN（+）組，這表明 SeC@PA MN（+）在清除傷口組織中的 RS 方面具有潛在作用。血紅素-伊紅（HE）染色（圖 6c）、Masson 三色染色（圖 6d，h）和 CD31 免疫熒光（圖 6e，i）顯示，含 SeC@PA MN 組的皮膚結(jié)構(gòu)更規(guī)整，膠原沉積增強(qiáng)，血管密度增加?？傊?，在無生物膜感染的糖尿病慢性傷口中，含 Se 的 MN 可通過清除 RS 減少炎癥，同時(shí)通過膠原沉積和血管生成促進(jìn)傷口愈合。這些結(jié)果表明：單純光導(dǎo)光療（C@PA MN(+)）產(chǎn)生的 RS 有可能延遲糖尿病慢性傷口的愈合。因此，有必要立即清除光導(dǎo)治療產(chǎn)生的 RS，以避免對(duì)傷口組織造成二次傷害。SeC@PA MN (+) 能有效清除傷口組織中 PDT 產(chǎn)生的 RS，緩解氧化應(yīng)激，促進(jìn)傷口愈合。
圖6 SeC@PA MN 促進(jìn)大鼠非生物膜感染的全厚糖尿病傷口愈合
【SeC@PA MN 通過高效輸送 SeC@PA 促進(jìn)受生物膜感染的慢性傷口愈合】
慢性糖尿病傷口大多被炎性滲出物和生物膜覆蓋，形成理化屏障，大大降低了外用藥物的生物利用度。為了證明微針繃帶在治療糖尿病慢性傷口方面的優(yōu)勢(shì)，本研究比較了 SeC@PA MN（+）和 SeC@PA NPs（+）的治療效果。如圖 7 所示，與對(duì)照組和 SeC@PA NPs（+）組相比，SeC@PA MN（+）組在促進(jìn)傷口愈合（圖 7a、g）方面表現(xiàn)出了較強(qiáng)的作用，膠原沉積率（圖 7c、h）和血管密度（圖 7d、i）也較高。然而，SeC@PA NPs（+）組與對(duì)照組在促進(jìn)傷口愈合方面沒有明顯差異。
圖7 SeC@PA MN 通過高效輸送 SeC@PA 促進(jìn)慢性傷口愈合
【使用 SeC@PA MN 繃帶治療糖尿病小鼠受生物膜感染的傷口】
隨后，本研究關(guān)注了SeC@PA MN對(duì)生物膜感染的糖尿病慢性傷口的影響。首先，本研究測(cè)定了傷口覆蓋物（包括生物膜和炎性滲出物）和傷口組織（傷口覆蓋物下方）中的 GSH 含量，以確定 GSH 含量是否存在差異，從而實(shí)現(xiàn) SeC@PA 對(duì) RS 的雙向調(diào)節(jié)作用。傷口覆蓋物中的 GSH 含量遠(yuǎn)高于傷口組織中的 GSH 含量，高達(dá) 6.69 毫摩爾/克，是傷口組織中 0.72 毫摩爾/克的 9.3 倍。這種 GSH 含量的差異可能是 SeC@PA 在兩個(gè)部位對(duì) RS 產(chǎn)生不同調(diào)節(jié)作用的基礎(chǔ)。激光照射后，SeC@PA MN 能明顯促進(jìn)傷口愈合（圖 8）。治療 16 天后，SeC@PA MN（+）組的傷口基本愈合，愈合率大于 95%，而對(duì)照組、C@PA MN（+）組和 Se@PA MN 組的傷口面積分別為 22%、16% 和 15%（圖 8a、b、f）。對(duì)不同處理的傷口進(jìn)行血紅素-伊紅（HE）染色（圖 8c）和馬森氏三色染色（圖 8d），以研究其組織學(xué)變化。第 16 天，對(duì)照組僅有少量膠原蛋白沉積（圖 8g），皮膚結(jié)構(gòu)不規(guī)則，有許多炎癥細(xì)胞浸潤。C@PA MN（+）組和 Se@PA MN 組也有類似現(xiàn)象。在 SeC@PA MN（+）處理的傷口中，皮膚表皮和真皮相對(duì)完整且高度有序，炎癥細(xì)胞浸潤較少。此外，SeC@PA MN(+)處理傷口的相對(duì) CD31 熒光強(qiáng)度（圖 8e、h 和補(bǔ)充圖 30）顯著增加，表明 SeC@PA MN(+)治愈的傷口與其他組相比，真皮層的血管密度明顯更高。
圖8 促進(jìn)大鼠受生物膜感染的全厚糖尿病傷口愈合的 SeC@PA MN
在第 4 天，本研究采用二氫乙錠染色法測(cè)定不同處理后傷口組織中的 RS 含量。實(shí)驗(yàn)過程如圖 9a 所示。對(duì)照組和 C@PA MN（+）組顯示出強(qiáng)烈的紅色熒光，表明傷口組織中的氧化應(yīng)激非常嚴(yán)重（圖 9b、f）。應(yīng)用 Se@PA MN 和 SeC@PA MN(+) 后，RS 水平明顯下降，表明這兩種 MN 都能清除 RS。同時(shí)，本研究測(cè)定了傷口組織中 GPX4 的水平和活性（圖 9e、h、i），發(fā)現(xiàn) SeC@PA MN 可以提高這兩個(gè)參數(shù)。意外的是，Se@PA MN 在體內(nèi)并沒有明顯提高 GPX4 的活性和水平，這與體外研究的結(jié)果不同。此外，SeC@PA MN（+）處理后傷口覆蓋物中的菌落數(shù)比其他處理低得多（圖 9c、d、g），表明 SeC@PA MN（+）在體內(nèi)具有很好的抗生物膜能力。
圖9 SeC@PA MN 用于減少傷口炎癥和細(xì)菌，促進(jìn)血管生成
【SeC@PA MN 對(duì)體內(nèi)巨噬細(xì)胞的分化作用】
炎癥反應(yīng)的一個(gè)重要指標(biāo)是巨噬細(xì)胞的表型。眾所周知，M1 型巨噬細(xì)胞浸潤慢性傷口會(huì)導(dǎo)致持續(xù)的炎癥反應(yīng)，阻礙傷口愈合。因此，將巨噬細(xì)胞分化為具有抗炎活性的 M2 表型有利于傷口愈合。為了進(jìn)一步說明 SeC@PA MN（+）對(duì)巨噬細(xì)胞分化的影響，本研究使用免疫熒光染色法研究了巨噬細(xì)胞對(duì)傷口的浸潤情況。與對(duì)照組和 C@PA MN(+) 組相比，經(jīng) SeC@PA MN(+) 處理的傷口顯示出 M1 型巨噬細(xì)胞（F4/80+ 和 CD86+）浸潤減少，而 M2 型巨噬細(xì)胞（F4/80+ 和 CD206+）浸潤增加（圖 10a-d）。這一結(jié)果歸因于 Se 促進(jìn)了巨噬細(xì)胞向 M2 表型的分化。此外，SeC@PA MN（+）顯著提高了抗炎因子 IL-4 和 IL-10 的水平，降低了促炎因子 IL-1 和 TNF-α的水平，進(jìn)一步證明巨噬細(xì)胞分化為 M2 表型（圖 10e-h）。總之，SeC@PA MN（+）可促進(jìn)巨噬細(xì)胞分化為抗炎的 M2 表型，并促進(jìn)傷口愈合。
圖10 SeC@PA MN 用于緩解慢性糖尿病傷口的炎癥和刺激巨噬細(xì)胞的 M2 分化
2. 總結(jié)與展望
本研究設(shè)計(jì)了一種單一高效的 SeC@ PA MN 繃帶來治療慢性糖尿病傷口。作為一種新興的傳輸系統(tǒng)，MNs 因其在傷口愈合和其他生物應(yīng)用中的適用性而被廣泛研究。在本研究中，MN 被用來穿刺覆蓋傷口床的物理化學(xué)屏障，從而將貨物輸送到生物膜和活性組織。與局部遞送 SeC@PA NPs 相比，SeC@PA MN 繃帶可將 SeC@PA 直接遞送至傷口覆蓋物下方的生物膜和傷口組織，大大提高了藥物的生物利用度。當(dāng) SeC@PA 被輸送到 GSH 含量較高的生物膜中時(shí)，在照射過程中會(huì)通過一系列級(jí)聯(lián)分解反應(yīng)產(chǎn)生-OH，其毒性高于 1O2（主要由 Ce6 產(chǎn)生）。與此同時(shí)，LA 產(chǎn)生的 NO 會(huì)消耗 GSH 并產(chǎn)生 RNS，從而形成 RS 風(fēng)暴來消滅生物膜。這種治療效果不能僅僅通過消耗 GSH 來實(shí)現(xiàn)。體外和體內(nèi)研究都表明，SeC@PA(+)能有效清除生物膜中的細(xì)菌，這表明在高 GSH 水平下，自我增強(qiáng)的抗生物膜策略是有效的。當(dāng)應(yīng)用于 GSH 水平較低的傷口組織時(shí)，SeC@PA 可作為 RS 清除劑，在照射后迅速淬滅 SeC@PA 產(chǎn)生的 RS，并提高 GPX4 的水平和活性，從而減輕傷口炎癥。這些結(jié)果表明，SeC@PA 可以通過感知不同的 GSH 水平動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié) RS，同時(shí)消除生物膜和抑制炎癥，而無需額外的添加劑。
慢性糖尿病傷口愈合過程中的另一個(gè)障礙是 M1 型巨噬細(xì)胞的浸潤。清除 ROS 所產(chǎn)生的抗炎效果是短暫的。要促進(jìn)傷口愈合，就必須重塑傷口床的免疫環(huán)境，特別是將巨噬細(xì)胞分化為具有持續(xù)抗炎作用的 M2 型。在本研究中，SeC@PA 通過 JAK-STAT6 途徑明顯改善了巨噬細(xì)胞向 M2 型的分化，提高了抗炎因子 IL-4 和 IL-10 的水平，降低了促炎因子的水平。巨噬細(xì)胞分化為 M2-表型可通過分泌血管內(nèi)皮生長因子促進(jìn) HUVEC 的體外遷移和管形成。糖尿病小鼠慢性傷口中 M2 型巨噬細(xì)胞的浸潤明顯增加，有利于抑制炎癥和促進(jìn)血管生成。因此，本研究初步探索了一種針對(duì)生物膜和傷口床不同微環(huán)境的慢性傷口潛在治療方法。這些發(fā)現(xiàn)為合理設(shè)計(jì)外用療法以有效治療慢性傷口提供了寶貴的見解。
文章來源：https://doi.org/10.1038/s41467-023-43067-8
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