11月，加州大学洛杉矶分校TatianaSegura和PhilipO.Scumpia教授团队在《NatureMaterials》刊发了Activatinganadaptiveimmuneresponsefromahydrogelscaffoldimpartsregenerativewoundhealing一文。他们论述了微孔退火颗粒（MAP）支架是可流动的，原位交联的，由微凝胶结构单元组成的微孔支架，先前已证明可加速伤口愈合。为了在支架降解之前促进更广泛的组织向内生长，旨在通过将交联肽的手性从L-氨基酸转换为D-氨基酸来减缓MAP降解。出乎意料的是，尽管显示出预期的体外酶降解速度较慢，但D肽交联的MAP水凝胶（D-MAP）加速了体内的材料降解，并为愈合的皮肤伤口带来了显着的组织再生，包括增加的拉伸强度和头发新生。MAP支架募集IL-型髓样细胞，该细胞在D肽存在下被扩增。值得注意的是，D-MAP引发了针对D-手性肽的显着抗原特异性免疫，水凝胶诱导的皮肤再生需要完整的适应性免疫系统。这些发现表明，尽管支架降解更快，但是从生物材料产生适应性免疫应答仍足以诱导皮肤再生愈合。

1.D-手性交联剂肽在体外减缓MAP降解

作者首先使用对映体肽来改变降解速率，而不改变水凝胶的初始材料特性（例如，疏水性，筛孔大小和电荷）。MMP可降解肽的酶促切割位点上的所有氨基酸均变为D氨基酸（Ac-GCRDGPQDGIDWDGQDRCG-NH2，D肽）。通过D肽MAP（D-MAP）和L肽（L-MAP）配方的流变学，作者将刚度（即储能模量）与之前的基于MAP的皮肤应用（Pa；图1a）。经过配方优化后，使用先前发布的微流体技术产生了微球颗粒。将胶原酶I应用于L-MAP，D-MAP或50％D-MAP和L-MAP混合物（1：1L/D-MAP）后，L-MAP水凝胶在几分钟内降解，而降解甚至在一小时后，D-MAP本身或与L-MAP的混合物中的D-MAP的含量也很小（图1b）。

图1：在SKH1无毛小鼠的伤口中D-MAP水凝胶降解得到增强。

2.D-手性交联剂肽增强体内MAP降解

由于未观察到伤口闭合结果的差异，因此作者接下来通过检查伤口完全愈合后21天的切除组织，检查体内D氨基酸交联剂的水凝胶降解是否减慢。出乎意料的是，用D-MAP或1：1L/D-MAP水凝胶混合物处理的伤口的组织学切片在受伤后21天表现出极少至无水凝胶持久性，接近未用水凝胶治疗的小鼠（假手术）所见的水平用L-MAP水凝胶处理后显示出大量的水凝胶残留（图1c–f）。

3.D-MAP水凝胶赋予组织再生特性

与这些结果一致的是，未接受水凝胶(sham)的小鼠的4mm切除夹板伤口的组织学检查显示出典型的疤痕组织，表皮扁平，真皮层稀薄，胶原蛋白束水平，垂直血管和缺乏毛囊和皮脂腺（图1c，g–i）。用L-MAP水凝胶处理的小鼠的组织表现出相似的外观，但与sham伤口相比，其整体组织较厚，这是由于L-MAP水凝胶的残留量很大（图1d，g）。在水凝胶周围的真皮内，成纤维细胞分泌胶原蛋白和/或细胞外基质以及在水凝胶微粒之间形成的血管（图1d）。在伤口区域仅观察到稀有的毛囊和相关的皮脂腺（图1d，h，i）。值得注意的是，对D-MAP处理过的组织或1：1-L/D-MAP处理过的组织的组织学检查表明，从头有再生的外观。上面的表皮通常表现出生理性起伏，并且观察到许多未成熟的毛囊跨越愈合的全层损伤的长度（图1e–i）。尽管这些样品中残留的水凝胶较少，但用D-MAP或1：1L/D-MAP处理的样品也显示出增加的皮肤厚度（图1f）。

4.D-MAP处理的伤口中的毛囊是新生的

接下来，作者在C57BL/6（B6小鼠中重复伤口愈合实验，以研究在D-MAP处理的伤口中观察到的再生现象是否与WIHN中相似。与SKH1小鼠中经假手术和L-MAP处理的伤口相似，没有水凝胶（sham）的B6小鼠伤口表现出典型的疤痕外观，并带有苏木精和曙红（H＆E）以及Masson三色染色（图2a，c，e）。相反，经D-MAP处理的组织的组织学切片显示明显的WIHN征象。与SKH1小鼠一样，经D-MAP处理的B6小鼠的伤口在表皮下显示起伏和许多表皮囊肿，而真皮则较厚。重要的是，伤口中形成了许多新的毛囊（图2b，d，f）。新形成的毛囊处于生长期的早期，外观还不成熟，但是其中许多已经形成了新的皮脂腺（图2b），并具有突出的SOX9+凸起干细胞区域（图2j）。在某些情况下，新生毛囊与表皮囊肿物理连接（这种形态从先前存在的毛囊中无法预期）。这表明在D-MAP处理的伤口中，表皮囊肿可能是至少一些新生毛囊从头形态发生的起始位点（图2h）。

图2：D-MAP水凝胶在B6小鼠的全层皮肤伤口中诱导毛囊新生。

5.D-MAP水凝胶植入物可增强骨髓细胞募集

作者发现，仅包含L-MAP的植入物在水凝胶中显示背景水平的CD11b细胞，如先前观察到的1，而D-MAP或L/D-MAP导致在支架内和支架周围大量表达CD11b的髓样细胞积累。（图3a，b）。

图3：募集骨髓细胞不需要通过模式识别受体进行肽识别。

6.D-MAP引发抗原特异性体液免疫

无论是将D的MAP水凝胶应用于受伤的组织还是通过皮下植入的小鼠，小鼠都产生了针对T细胞的IgG1和IgG2a对D-氨基酸的肽的应答，而不是对T细胞的依赖性IgG3反应。这些结果与针对D肽的T细胞依赖性免疫反应更为一致（图4a，b）。IgG1通常与Th2的“组织修复”类型反应相关，而IgG2a通常与Th1的“异物”反应相关，后者通常需要强大的佐剂才能形成，这取决于小鼠的品系37,38。当在伤口环境中给小鼠水凝胶而不是在皮下植入模型中给予水凝胶时会诱导抗D肽特异性IgG2a，这一事实表明，水凝胶本身并不具有足够的佐剂作用。诱导强烈的Th1反应。但是，伤口环境中存在的炎症可能会导致对D-MAP的混合Th2/Th1反应（图3e和4b）。单独用L-MAP治疗的小鼠不产生对L-肽的抗体应答。

图4：D-MAP通过适应性免疫诱导抗体应答和骨髓细胞募集。

在大多数哺乳动物中，疤痕形成和组织纤维化的自然过程是高度进化的，并且组织规模尝试恢复关键的屏障功能以维持生存。但是，此过程最终是生物学上的“分类”，它有利于纤维化基质的快速沉积以恢复屏障，但以失去复杂组织的功能为代价。在皮肤中，这种纤维化反应不仅导致功能性附件结构的丧失，而且导致皮肤组织更加脆弱并且易于再损伤。工程皮肤再生的主要目标是允许屏障功能快速恢复，同时提供增加的组织抗张强度和更高的组织功能。许多基于生物材料的方法，包括添加生长因子和脱细胞的细胞外基质结构，在恢复伤口功能方面显示出有限的成功。作者先前的研究表明，MAP支架可以加速鼠伤的伤口闭合。该文报道的发现进一步突出表明，适度适应MAP可以增强2型先天性和适应性免疫应答，从而诱导皮肤再生-毛发新生和提高的拉伸强度（图6）。该反应取决于对D-对映体肽的适应性免疫反应的产生，并且在不添加干细胞，生长因子或佐剂的情况下发生。重要的是，这种再生反应与立即开始的伤口闭合脱钩，这与产生抗原特异性免疫反应所需的时间一致。

图6：D-MAP通过2型免疫激活将伤口命运从疤痕形成转变为再生。

尽管适应性免疫可以促进纤维化，异物形成和生物材料植入物的排斥，但是来自包含细胞外基质的生长因子的适应性免疫激活可以增强肌肉再生。此外，还创造了其他生物材料来直接激活免疫系统的特定组成部分，将癌症作为免疫治疗平台。总之，这些研究表明，适应性免疫系统在组织修复中的作用比以前意识到的要复杂得多。作者发现表明，对无菌的，可降解的基于微粒的材料进行的工程2型免疫反应可以触发再生而不是纤维化，并进一步支持适应性免疫细胞恢复组织功能的作用。最后，作者展示了MAP支架作为有效的免疫调节平台的潜力。对免疫因子的未来鉴定将使平衡趋向于再生，而不是引起疤痕或异物反应，这可能会导致改进生物材料。

参考文献：

doi.org/10./s---w

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