BB娱乐平台登录艾弗森白春礼院士团队AM：抗氧化主动收缩水凝胶促进皮肤再

　　创伤会严重影响人类健康，同时造成巨大的经济损失。随着老龄化和肥胖人口的增长，人们对于伤口管理的需求也在增加。对于一般性伤口而言，标准的治疗策略是在止血后对伤口进行清创缝合，随后伤口会在经历炎症期、增殖期和重构期后愈合。然而，伤口闭合是伤口愈合的前提条件，再上皮化的延迟和皮肤收缩减弱是阻碍大尺寸急性和糖尿病慢性伤口愈合的两个主要因素。传统的手术缝合对于实现大尺寸伤口闭合是困难的。此外由于高血糖的影响，与正常伤口相比，糖尿病伤口的愈合过程是不协调和空间紊乱的。其具体表现包括过度的免疫反应、血管生成和上皮再形成受阻、胶原沉积和上皮结构紊乱。这些特征使得修复大尺寸急性伤口和糖尿病伤口极其困难。目前的辅助疗法，包括高压氧、干细胞、生长因子和外科缝线，在一定程度上有助于再上皮化和皮肤收缩。然而，上述策略存在愈合率低、成本高、缺乏持续疗效等缺点，仅适用于小尺寸伤口。因此，迫切需要开发一种能同时促进再上皮化和皮肤收缩的有效策略。

　　首先研究人员对进行了扫描电镜、电子自旋共振等一系列相关表征，发现AHF具有广泛的ROS清除能力，对于体内常见的活性氧•OH和O2-•均具有优异的清除性能。此外还具有良好的结构特性和生物相容性，在体温条件下具有优异的机械收缩性能和组织粘附性能，这为调控伤口组织力学性质打下了良好的基础。

　　随后研究人员进行了AHF体外抗炎效果的评估。研究人员用LPS构建了RAW264.7巨噬细胞炎症模型，并观察AHF对各炎症标志物表达水平的影响。结果表明，AHF显著降低了各炎症标志物的蛋白表达，显示出良好的抗炎能力。进一步的研究表明，AHF通过减少细胞内活性氧（ROS）水平，有效地调节了氧化还原平衡，减轻了炎症巨噬细胞的炎症反应。此外，AHF还保护了线粒体结构，维持了线粒体膜电位（MMP），从而抑制了LPS诱导的巨噬细胞的线粒体损伤。这些发现表明，AHF能够通过维持细胞内ROS稳态和保护线粒体从而有效地抑制炎症。

　　接着研究人员探讨了AHF对细胞凋亡和迁移的影响。研究者构建了一个由过氧化氢（H2O2）诱导的角质形成细胞（HEK-a）氧化损伤模型，并用Annexin V-FITC/PI共染色系统评估了AHF在抑制细胞凋亡和恢复伤口再上皮化能力方面的效果。结果表明，AHF处理组的凋亡细胞比例显著降低，与此同时细胞活力测试也表明经AHF处理后，HEK-a细胞活力显著提高。此外，激光共聚焦和流式细胞术结果表明，AHF显著降低了氧化损伤后细胞内的ROS水平。进一步地，细胞划痕实验表明AHF显著促进了L929细胞迁移。这些结果表明，AHF能够有效抑制细胞凋亡，促进细胞迁移，从而在体外促进细胞增殖和迁移。

　　随后研究人员评估了对ICR小鼠急性伤口的愈合效果。通过苏木素-伊红染色（H&E）和马松染色（Masson）对愈合效果进行评估，发现显著减少了组织炎症，促进了上皮细胞生长，促进了胶原沉积，并加速了急性伤口愈合。此外，经单独AS Gel治疗后，伤口的再上皮化率和皮肤厚度也得到改善。

　　受到上述结果的鼓舞，研究人员进一步探究了对db/db糖尿病小鼠慢性伤口愈合的治疗效果。H&E和Masson染色结果表明经AS Gel和治疗后炎症细胞浸润显著减少，纤维细胞和新血管增多。此外，组的伤口宽度和皮肤厚度显著减少，胶原沉积显著增加。此外对主要器官进行组织学检查，未观察到异常变化，表明AS Gel和具有良好的生物相容性。这些结果表明，通过调节生化和机械信号，有效促进了糖尿病慢性伤口的愈合。

　　为探究伤口愈合的机制，研究人员通过定量蛋白质组学技术，进一步研究了AS Gel和促进糖尿病慢性伤口愈合的分子机制。通过对伤口组织中的差异蛋白质分析发现，差异蛋白质主要参与免疫反应、细胞增殖和迁移、正向调控血管生成、胶原和细胞外基质组织。通过蛋白质-蛋白质相互作用（PPI）网络分析，发现与增殖和重塑阶段相关的差异蛋白质在治疗后连接线更多，表明这些蛋白质在伤口愈合过程中起到了关键作用。这些结果揭示了AS Gel和通过调节关键蛋白质的表达，促进了糖尿病慢性伤口从炎症向增殖和重塑阶段的转变，从而加速了伤口愈合过程。

　　根据组学结果的指引，研究人员进一步通过免疫荧光染色和WB实验研究了对糖尿病慢性伤口愈合过程中炎症、增殖和重塑阶段的影响。结果显示，显著降低了CD86的表达，并增加了CD206的表达，表明促进了伤口从炎症向增殖阶段的转变。在增殖阶段，显著提高了CD31的表达，促进了新血管生成，并通过调节EGFR/Akt信号通路促进了细胞增殖。此外，还通过Akt途径调节HIF-1α和VEGF-A的表达，进一步促进了血管生成；同时通过增加p-FOXOS的表达水平和降低凋亡蛋白Caspase-3的表达来抑制细胞凋亡。在重塑阶段，显著增加了COL1和COL3的沉积。这些结果表明，通过调节炎症、增殖和重塑阶段的关键分子，有效地促进了糖尿病慢性伤口的愈合。

　　该工作成功开发了一种抗氧化主动收缩水凝胶（），通过协同生化信号和机械信号，有效地促进了再上皮化和皮肤收缩，从而促进大尺寸急性和慢性糖尿病伤口的闭合。由温度敏感的单体N-异丙基丙烯酰胺（NIPAM）通过自由基聚合形成温度响应网络，并引入了富含羧基的海藻酸钠形成半互穿网络，以提高水凝胶的生物相容性和机械性能。此外，具有优异抗氧化性能的C70富勒烯衍生物均匀分布在AS Gel中，确保了在体外有效地调节炎症和细胞增殖。在体内实验中，显著调节了炎症和增殖阶段，促进了再上皮化和皮肤收缩。相比之下，单独的AS Gel仅通过EGFR/Akt通路促进细胞增殖。这种新型抗氧化主动收缩水凝胶，通过同时调节生化和机械信号有望成为促进伤口闭合的通用策略。

　　中国科学院化学研究所的博士研究生孙嘉诚为本文的第一作者，白春礼院士、王春儒研究员和甄明明副研究员为本文的通讯作者。本研究得到了中国科学院重点部署项目以及青促会的支持。