芍药苷+透明质酸（HA）水凝胶对巨噬细胞的调节促进糖尿病创面愈合

【科研摘要】

糖尿病创面愈合受损是全世界医疗保健的中心问题。然而，由于糖尿病创面的复杂性，目前的治疗常常失败，因此需要新的治疗方法。巨噬细胞是创面中突出的免疫细胞，在组织修复和再生中起着关键作用。最近的证据表明，糖尿病创面中的巨噬细胞维持一种导致愈合失败的持续促炎表型。因此，巨噬细胞的调控为糖尿病患者伤口的愈合提供了很大的希望。

吉林大学药学院郭建锋教授团队研制了一种高分子量透明质酸(HA)水凝胶，用于实验性糖尿病小鼠全层创面局部给药。相关成果以<Modulation of macrophages by a paeoniflorin-loadedhyaluronic acid-based hydrogel promotes diabetic wound healing>为题发表在《Materials Today Bio》上。

该团队通过体外和体内实验方法证实了芍药苷(PF)在巨噬细胞从M1(促炎表型)向M2(抗炎/促愈合表型)转变中的作用。研制了一种高分子量透明质酸(HA)水凝胶，用于实验性糖尿病小鼠全层创面局部给药。与INTRASITE凝胶(一种商业水凝胶创面敷料)相比，合成配方(HA-PF)能够显著促进皮肤愈合。这一结果伴随着炎症的改善，血管生成和再上皮化的改善，以及胶原蛋白的沉积。我们的研究表明，HA-PF在糖尿病创面愈合的临床转化中具有重要的潜力。

【主图导读】

图1所示。芍药苷调节巨噬细胞的表型和功能。(A)芍药苷(PF)的化学结构。(B) DMSO和PF(10、25和50 μM)处理后LPS-和IFN-γ刺激的BMDM中CD86+和F4/80+人群(%)(n = 3;* p < 0.05, NS =无统计学意义)。(C) DMSO和PF(10、25和50 μM)处理后LPS-和IFN-γ刺激的BMDM中CD206+和F4/80+人群(%)(n = 3;* p < 0.05, NS =无统计学意义)。(D) M2细胞(CD206+和F4/80+)与M1细胞(CD86+和F4/80+)的比值(n = 3;* p < 0.05, NS =无统计学意义)。(E) DMSO和PF (50 μM)处理后LPS-和IFN-γ刺激的BMDM细胞因子mRNA表达(n = 3;* p < 0.05, NS =无统计学意义)。(F) DMSO和PF (50 μM)处理后LPS-和IFN-γ刺激的BMDM中细胞因子的释放(n = 3;* p < 0.05, NS =无统计学意义)。(G) DMSO和PF处理后，LPS-和IFN-γ刺激的BMDM中STA T信号通路的活性(50 μM)。

图2。透明质酸水凝胶的制备、理化表征及体内性能。(A)交联HA制备示意图。(B)不同分子量(Mw)交联HA的SEM图像(上道杆= 50 μm，下道杆= 10 μm)。(C)交联的肿胀率HA与不同兆瓦(n = 3)。(D)的抗酶水解交联HA与不同兆瓦(n = 3)。(E) BSA的释放率与不同交联HA兆瓦(n = 3)。(F)的交联水凝胶(Mw = 1800 - 2200 kDa)的浓度为4%,8%和12%。(G)交联水凝胶(Mw = 1800-2200 kDa)浓度分别为4%、8%和12%时全层创面小鼠的愈合率(%)(n = 4;* p < 0.05相对于未处理，分别为4%和12%)。

图3。芍药苷水凝胶加速糖尿病小鼠创面愈合。(A) stz诱导的糖尿病小鼠全层创面治疗示意图。(B)空白HA、INTRASITE凝胶和含500 μM PF的HAPF处理后的切口伤口图像。第0天的愈合率(%)与创面面积比较(n = 8)。实验期间监测小鼠血糖水平以确保糖尿病的形成(图S4)。(C) H&E染色图像(白条= 20m)中，蓝色、绿色、红色箭头分别代表表皮增生、促炎细胞和新生血管(n = 6;* p < 0.05, NS =无统计学意义)。(D) Masson三色染色图像(白条= 20m)(红色=角蛋白、肌纤维或细胞质，蓝色=胶原)，定量胶原沉积(n = 6;* p < 0.05, NS =无统计学意义)。

图4。HA-PF通过调节巨噬细胞促进糖尿病创面愈合。(A)用免疫荧光法测定创面内iNOS+ F4/80+和Arg-1+ F4/80+巨噬细胞数量(%)(n = 4;* p < 0.05, NS =无统计学意义)。(B)空白HA、INTRASITE凝胶和HA-PF(含500 μM PF)处理后创面细胞因子mRNA的表达(n = 4;* p < 0.05, NS =无统计学意义)。(C)不同处理后创面细胞因子的释放情况(n = 4;* p < 0.05)。(D)不同处理后创面CD31、VEGF、αSMA和I型胶原mRNA的表达(n = 4;* p < 0.05, NS =无统计学意义)。(E)用免疫荧光法检测创面CD31的表达(n = 4;* p < 0.05, NS =无统计学意义)。(F)用免疫荧光法检测创面α-SMA的表达(n = 4;* p < 0.05, NS =无统计学意义)。

图5。芍药苷透明质酸水凝胶(HA-PF)调节巨噬细胞促进糖尿病创面愈合。

【结论】

综上所述，该团队开发了一种载PF的HA-PF水凝胶体系(即HA-PF)，用于协调糖尿病创面中巨噬细胞的表型和功能(图5)。因此，HA-PF成功地实现了PF介导的巨噬细胞从M1(促炎)到M2(抗炎和促愈合)的转变。从而促进糖尿病创面愈合。需要注意的是，虽然巨噬细胞一般分为M1和M2两种类型，但巨噬细胞的异质性和可塑性尚未得到充分表征48。因此，HA-PF在糖尿病创面相关巨噬细胞亚群表型和功能切换中的作用将在未来得到进一步研究。同样值得注意的是，糖尿病创面的多模式治疗是非常必要的。因此，HA-PF可与其他可控制高血糖和继发感染的策略联合使用，以改善糖尿病创面的治疗效果。

参考文献：https://doi.org/10.1016/j.mtbio.2021.100139