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四川大學(xué)張興棟院士團隊王啟光/樊渝江 ACS Nano：益生菌膜囊泡錨定水凝膠用于大面積傷口的血管新生與修復(fù)
2025-01-21  來源：高分子科技

  血管再生是傷口愈合的一個重要過程，能夠促進創(chuàng)面部位與周圍新的血管網(wǎng)絡(luò)搭建，為組織重塑和修復(fù)提供必需的營養(yǎng)物質(zhì)。然而在大面積燒傷、燙傷和糖尿病潰瘍等嚴重皮膚創(chuàng)面中，由于細菌感染、持續(xù)性炎癥、細胞大面積壞死等并發(fā)癥導(dǎo)致創(chuàng)面周圍微環(huán)境失調(diào)，進而導(dǎo)致新生血管化的進程受阻。研究表明，益生菌能夠通過調(diào)節(jié)炎癥、促進血管生成以及組織再生，進而加速創(chuàng)面愈合進程，其作用機制可能與益生菌的持續(xù)釋放的多種生物活性因子有著緊密聯(lián)系。


  受此啟發(fā)，四川大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院/國家生物醫(yī)學(xué)材料工程技術(shù)研究中心王啟光研究員/樊渝江教授設(shè)計從羅伊氏乳桿菌中提取了其膜囊泡（LMVs），并通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析發(fā)現(xiàn)它們具有促進血管生成、組織修復(fù)等潛力，進一步開發(fā)了一種具有可控釋放的LMVs錨定水凝膠系統(tǒng)用于大面積傷口的血管新生與修復(fù)。這種水凝膠具有良好的生物相容性，同時在錨定結(jié)構(gòu)的作用下，LMVs有效活性成分能夠隨著水凝膠的降解而長效釋放，避免了突釋造成的細胞毒性與額外炎癥。細胞轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析揭示了Gel-LMVs能夠通過調(diào)節(jié)多種關(guān)鍵信號通路中的基因表達以促進血管生成、細胞遷移等多個有益于創(chuàng)面愈合的過程。通過在小鼠大面積皮膚損傷模型中驗證，Gel-LMVs能夠在傷口愈合早期上調(diào)血管內(nèi)皮生長因子 （VEGF） 和血小板內(nèi)皮細胞粘附分子 （CD31）的表達，以加速該階段的血管形成，同時還能夠通過減少炎癥和提升膠原蛋白沉積水平以加速傷口愈合并提升傷口愈合質(zhì)量。該策略為解決臨床治療中的血管修復(fù)難題提供了一個潛在的方案，同時也為基于益生菌用于生物材料的開發(fā)提供了一個新的思路。該工作以“Anchoring of Probiotic-Membrane Vesicles in Hydrogels Facilitates Wound Vascularization”為題發(fā)表在《ACS Nano》上（DOI: 10.1021/acsnano.4c11986）。文章第一作者是四川大學(xué)博士研究生周宸和曹洪芙，研究工作受到國家重點研發(fā)計劃和國家自然基金的支持。


圖1. Gel-LMVs水凝膠的錨定結(jié)構(gòu)設(shè)計與用于創(chuàng)面修復(fù)機理


圖2. 轉(zhuǎn)錄組學(xué)結(jié)果揭示LMVs具有血管修復(fù)與組織再生的潛力


圖3. Gel-LMVs水凝膠的錨定結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出更均勻的LMVs內(nèi)部分布與長效的可控釋放行為


圖4. Gel-LMVs水凝膠提升了大面積創(chuàng)面的組織再生，進而加速傷口愈合


圖5. Gel-LMVs水凝膠通過提升VEGF、CD31的表達加速了創(chuàng)面部位血管新生


  原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.4c11986?articleRef=control

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（責(zé)任編輯：xu）
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