暨南大學科研團隊發現透明質酸水凝膠:可作為皮膚再生療法中干細胞的有效載體

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大量的科研表明,脂肪源性干細胞(ADSCs)在皮膚再生中具有巨大的潛力,可幫助皮膚全層進行自我修復。不過,干細胞療法在加速皮膚再生方面仍然有不完善的地方需要克服。


最近,來自暨南大學的科研團隊,發現合成多巴胺-甲基丙烯酸透明質酸(DA-MeHA)水凝膠對皮膚創面缺損有較強的粘附作用,并能促進細胞的體外增殖和體內皮膚缺損的再生,相關科研成果發表于《Nature》。


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該團隊研究分析表明,DA-MeHA水凝膠聯合ADSCs對皮膚缺損修復的有益作用可能與Notch信號通路密切相關。來自DA-MeHA水凝膠的ADSCs分泌高水平的生長因子,因此對促進皮膚傷口愈合非常有效。這種DA-MeHA水凝膠可能作為一種有效的潛在的干細胞載體,因為它可以增強ADSCs在皮膚再生中的功效。


雖然人體表皮損傷后,皮膚具有較強的自我修復能力,但當真皮深層損傷時,這一過程受到阻礙。已有研究報道在超過4cm直徑的損傷區域皮膚全層自我修復失敗。生理修復反應的失敗導致增生性瘢痕或慢性難治性創面。


全層皮膚缺損的標準治療方法主要有自體皮膚移植和皮瓣移植;值得注意的是,自體皮膚移植需要足夠的皮膚體積,而供體位置的可獲得性可能受到廣泛的皮膚缺損或病理性皮膚疾病的限制。


臨床研究主要集中在增強難以自我修復的創面愈合,最大限度地恢復生物功能,最大限度地減少美學影響。


大面積皮膚缺損修復的優質治療方法仍然有限,迫切需要更有效的創面愈合治療方法。


干細胞療法已顯示出加速皮膚再生的希望


間充質干細胞(MSCs)正在被研究用于皮膚創面愈合,因為它們可以加速肉芽組織的形成和血管的生長,并減少炎癥反應。與其他間充質干細胞相比,脂肪源性干細胞(ADSCs)具有一些優勢,它們可以大量從干細胞供體中獲得,具有良好的增殖能力和多向分化潛能;此外,與其他類型的間充質干細胞相比,ADSCs受到的倫理問題較少。


細胞外基質(Extracellular matrix, ECM)成分相互作用,形成獨特的形態,為細胞提供重要的生化和結構支持,細胞與ECM的相互作用控制著細胞的增殖、分化和遷移等行為。


水凝膠具有獨特的水合網絡和物理化學性質,由于其模擬ECM的能力,已被廣泛用作細胞治療的支架。透明質酸(HA)是一種具有良好生物相容性和親水性的ECM組分,是一種常見的用于細胞支架的天然高分子。然而,純HA的力學性能較差,抗酶降解能力低,溶脹率高;因此,由于其均勻的重復結構,在溶液中很難自組裝成大分子。這些缺點阻礙了它作為傷口敷料的使用,因為它無法維持生物支架的結構。生物材料和干細胞的結合對于進一步加速傷口愈合是非常實用的。


研究在以生物相容性天然材料(HA)和典型的細胞生長支架為基礎,開發一種用于皮膚再生治療的新型生物材料作為干細胞載體。通過體外和體內分析驗證了改性HA水凝膠對皮膚再生干細胞的影響。


DA-MeHA水凝膠可用作有效的干細胞載體


實驗表明,用DA-MeHA水凝膠包封ADSC包覆的傷口愈合速度快于皮膚缺損組和水凝膠組,這與傷口閉合速率一致,表明DA-MeHA水凝膠包封ADSC對皮膚再生具有積極作用。


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由ADSC組成的DA-MeHA水凝膠包封的球體治療后,皮膚缺陷愈合得更快。B 傷口愈合率。水凝膠+ADSCs球體組的傷口愈合率顯著高于皮膚缺損組和水凝膠組。C HE染色表明,水凝膠+ADSCs球狀體組再生表皮和真皮的結構和形態最接近對照組,


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在第7天,與ADSC組相比,水凝膠+ ADSCs組的傷口愈合率顯著增加。第14天,水凝膠+ADSC和ADSC均對傷口閉合有積極作用,而水凝膠+ADSCs組的傷口閉合率顯著高于ADSC組。


我們的結果表明,封裝在DA-MeHA水凝膠中的ADSC比單獨注射ADSC更好地加速皮膚再生。此外,HE染色顯示,與其他組相比,只有來自水凝膠+ ADSCs組的樣品在皮膚缺損區域的中心形成表皮層。此外,與其他實驗組相比,水凝膠+ ADSCs組中形成的皮內毛囊和新血管更多。


總結


DA-MeHA水凝膠是干細胞治療的潛在候選載體。


DA-MeHA水凝膠無毒、生物相容性好,具有良好的機械性能和粘彈性。將干細胞加載到DA-MeHA水凝膠中刺激傷口的早期血管生成,并可促進傷口愈合和體內皮膚重塑。該項研究發現將有利于干細胞療法在再生皮膚領域加速成果轉化,為皮膚創傷等人群帶來新的曙光!


參考來源:

A dopamine-methacrylated hyaluronic acid hydrogel as an effective carrier for stem cells in skin regeneration therapy | Cell Death & Disease (www-nature-com.translate.goog)


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