糖尿病,这个全球范围内的 “健康杀手”,正以惊人的速度蔓延。它引发的一系列并发症中,糖尿病足溃疡(DFU)尤为棘手。全球约 5.37 亿糖尿病患者里,19%-34% 的人会不幸患上 DFU。更令人担忧的是,患上 DFU 的患者中,20% 最终可能面临截肢的厄运,10% 会在一年内离世。如此严峻的形势下,寻找有效的糖尿病伤口愈合方法迫在眉睫。
中国医学科学院整形外科医院的研究人员挺身而出,开展了一项意义重大的研究。他们聚焦于去分化脂肪细胞(DFATs)来源的外泌体(DFATs-Exos),探究其在糖尿病伤口愈合中的作用。研究发现,DFATs-Exos 与 GelMA 水凝胶结合,能通过激活 Wnt/β-catenin 信号通路,显著促进糖尿病动物模型的伤口愈合。这一成果发表在《Stem Cell Research & Therapy》杂志上,为糖尿病伤口的治疗带来了新的曙光。

在这项研究中,研究人员运用了多种关键技术方法。他们从接受吸脂手术患者的脂肪组织中成功分离出 DFATs,并通过超速离心法提取出 DFATs-Exos。利用透射电子显微镜(TEM)、纳米颗粒跟踪分析(NTA)和蛋白质免疫印迹(Western blot)对外泌体进行表征。还制备了不同浓度的 GelMA 水凝胶,借助扫描电子显微镜(SEM)观察其微观结构,通过水凝胶降解和释放实验评估其性能。在细胞实验和动物实验中,采用 EdU 细胞增殖实验、Transwell 迁移实验、ELISA 等方法检测细胞的增殖、迁移和相关因子的分泌情况。

下面来详细看看研究结果。

  • 细胞和外泌体的特征:通过天花板培养法获得的 DFATs 呈现出典型的纺锤形形态,经鉴定为高纯度的 DFATs。从 DFATs 培养上清液中分离出的外泌体,平均直径为 136.3nm,具有典型的双层膜结构,且富含 CD63、CD9 和 TSG101 等外泌体标记蛋白,成功证实了 DFATs-Exos 的成功分离。
  • GelMA 水凝胶的特性:SEM 分析显示,5% 的 GelMA 水凝胶无法形成稳定的多孔结构,而 10% 和 15% 的 GelMA 水凝胶能形成均匀的三维网络,且 10% GelMA 水凝胶降解速度更快。综合考虑,10% GelMA 水凝胶被选定为后续实验的最佳载体。
  • DFATs-Exos 对细胞功能的影响:在体外实验中,DFATs-Exos 能显著促进人脐静脉内皮细胞(HUVECs)的血管生成,增加血管内皮生长因子(VEGF)和肝细胞生长因子(HGF)的分泌。在高糖环境下,DFATs-Exos 可促进成纤维细胞的增殖和迁移,增加 α-SMA 和 Col 1 的表达。而加入 Wnt/β-catenin 通路抑制剂 XAV939 后,这些促进作用被明显抑制,表明 DFATs-Exos 的作用与该通路密切相关。
  • DFATs-Exos 对伤口愈合的影响:在糖尿病小鼠伤口愈合实验中,与对照组相比,所有实验组的伤口愈合速度都更快,其中 DFATs-Exos/GelMA 组效果最为显著。该组伤口处有更多的肉芽组织和皮肤附属器再生,胶原蛋白沉积增加,血管生成明显增强,细胞增殖活跃,巨噬细胞从促炎的 M1 型向抗炎的 M2 型极化。

研究结论表明,DFATs-Exos 封装在 GelMA 水凝胶中,可通过激活 Wnt/β-catenin 信号通路,增强血管生成、成纤维细胞活性和巨噬细胞极化,有效促进糖尿病伤口愈合。这一发现为糖尿病伤口的治疗提供了一种极具潜力的无细胞疗法,有望推动糖尿病伤口治疗领域的重大变革。

不过,研究也存在一些局限性。比如,目前还未明确 DFATs-Exos 中激活 Wnt/β-catenin 信号通路和促进伤口愈合的具体生物活性成分;DFATs-Exos 促进真皮脂肪生成的机制尚不清楚;DFATs-Exos 的最佳治疗剂量也有待进一步确定 。但这些不足并不会掩盖该研究的光芒,未来研究可针对这些问题深入探索,进一步优化临床应用,为广大糖尿病患者带来更多的希望和福音。

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