炎癥趨化因子和活性氧(ROS)過(guò)度產(chǎn)生導(dǎo)致炎癥反復(fù)，對(duì)皮膚傷口愈合產(chǎn)生負(fù)面影響。有效重建受損組織的功能是臨床治療的焦點(diǎn)，但慢性傷口的再生愈合策略仍未被探索。據(jù)此有科研團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了一種復(fù)合水凝膠包含胺功能化星形聚乙二醇 (starPEG) 和肝素，用于螯合趨化因子，清除ROS的Cu5.4O超小納米酶 (Cu 5.4O@Hep-PEG)以解決上述問(wèn)題。

文獻(xiàn)簡(jiǎn)述

皮膚損傷引發(fā)了一系列連鎖反應(yīng)，在傷口微環(huán)境中產(chǎn)生大量活性氧（ROS）對(duì)入侵病原體具有防御反應(yīng)。但不受管制的ROS過(guò)度產(chǎn)生會(huì)對(duì)DNA、蛋白質(zhì)細(xì)胞等造成損害。而受傷組織的成功愈合和再生依賴于ROS的建設(shè)和有害作用的平衡。因此，使用管理ROS水平和控制受傷組織氧化損傷的生物材料是理想的治療策略。

目前已探索了使用具有ROS清除特性的納米材料來(lái)修復(fù)受損組織。但其治療效果受限，無(wú)法通過(guò)控制炎癥水平來(lái)防止過(guò)度產(chǎn)生，從而很難完全去除ROS。

大量ROS的產(chǎn)生啟動(dòng)了許多病理信號(hào)通路，尤其是核因子kappa-輕鏈增強(qiáng)子(NF-κB)通路，導(dǎo)致促炎因子如白細(xì)胞介素8(IL- 8)和單核細(xì)胞趨化蛋白-1(MCP-1)。此外，MCP-1和IL-8促進(jìn)炎性單核細(xì)胞/巨噬細(xì)胞和多形核中性粒細(xì)胞 (PMN) 侵入發(fā)炎組織。

這些免疫細(xì)胞過(guò)度產(chǎn)生幾種促炎細(xì)胞因子，如IL-6和**壞死因子α (TNF-α)以及大量ROS重復(fù)循環(huán)。因此必須破壞清除ROS和捕獲促炎因子的相互作用，同時(shí)防止過(guò)度ROS的損害，加速傷口愈合。

此次研究中開發(fā)了包含星形聚乙二醇(starPEG)、肝素和Cu5.4O超小納米粒子(USNPs)的Cu5.4O@Hep-PEG水凝膠，作為同時(shí)抑制持續(xù)性促炎的手段趨化因子梯度和改善炎癥性疾病中的高氧化應(yīng)激。

Hep-PEG水凝膠有效清除傷口液中的促炎因子MCP-1和IL-8，降低多形核中性粒細(xì)胞和單核細(xì)胞的遷移活性。

而Cu5.4OUSNPs被證明表現(xiàn)出超氧化物歧化酶 (SOD)、過(guò)氧化氫酶和谷胱甘肽過(guò)氧化物酶，同時(shí)保護(hù)傷口組織免受ROS損傷。Hep-PEG 凝膠可定制為通過(guò)胺基和銅之間的配位結(jié)合Cu5.4O USNP。這些Cu5.4O@Hep-PEG水凝膠從發(fā)炎的傷口組織中捕獲趨化因子，抑制免疫細(xì)胞的過(guò)度浸潤(rùn)，同時(shí)持續(xù)釋放到傷口組織減少ROS的產(chǎn)生，防止炎癥激活信號(hào)傳導(dǎo)。

該策略是以保持平衡以對(duì)抗病原體，避免副作用，不完全抑制炎癥。

Cu5.4O@Hep-PEG水凝膠的制備

Hep-PEG凝膠的形成取決于肝素鈉中的羧基與 4-Arm PEG-NH 2中的氨基之間的共價(jià)交聯(lián)。使用 NHS 和 EDAC（NHS 與 EDAC 的摩爾比=1:2）在冰上的0.5mLMES溶液（50mM）中激活肝素（0.025g）溶液，同時(shí)攪拌15分鐘。

隨后，將胺末端官能化的4臂星形PEG溶解在冰上的水中，然后以一系列摩爾比（肝素/PEG=1:5, 1:7.5, 1:10, 1）滴加到活化的肝素溶液中。再攪拌15分鐘后，將溶液鋪在干凈的玻璃培養(yǎng)皿上。過(guò)夜聚合后，凝膠在PBS中溶脹24小時(shí)以去除未反應(yīng)的分子。

通過(guò)簡(jiǎn)單的浸泡處理將Cu5.4O USNPs加載到Hep-PEG凝膠中，得到Cu5.4O@Hep-PEG水凝膠。簡(jiǎn)而言之，將上述制備的凝膠在室溫下浸入含有不同濃度（6-960μgmL-1）Cu5.4O USNPs 的PBS溶液中0-12小時(shí)，以確定最佳浸泡條件。通過(guò)用PBS溶液洗滌3至5次去除多余的Cu5.4OUSNP。

結(jié)論

綜上科研團(tuán)隊(duì)成功開發(fā)了一種Cu5.4O@Hep-PEG水凝膠，控制傷口部位炎癥促進(jìn)傷口愈合。該材料有效吸附炎癥趨化因子單核細(xì)胞趨化蛋白1和白細(xì)胞介素8，降低巨噬細(xì)胞和中性粒細(xì)胞的遷移活性。還可以清除傷口液中的 ROS 以減輕氧化應(yīng)激，并且Cu5.4O的持續(xù)釋放促進(jìn)血管生成。

此外，Cu5.4O@Hep-PEG 凝膠具有清除傷口部位ROS的能力，導(dǎo)致促炎因子的分泌減少和炎癥細(xì)胞浸潤(rùn)。是一種新興的治療策略。

本文涉及的科研材料

NHS 活性酯

http://i3346.cn/pro/pro-1030.html

4-Arm PEG-NH2 

http://i3346.cn/pro/pro-2044.html

Hep-PEG水凝膠

http://i3346.cn/pro/pro-39271.html

USNPs Cu5.4O超小納米粒子

http://i3346.cn/pro/pro-39276.html

starPEG 星形聚乙二醇

http://i3346.cn/pro/pro-39279.html

肝素基水凝膠

http://i3346.cn/pro/pro-39282.html

本文涉及的定制技術(shù)

PEG衍生物定制

http://i3346.cn/pro/proc-383.html

納米載體定制技術(shù)

http://i3346.cn/pro/progc-558-513.html

納米載藥定制技術(shù)

http://i3346.cn/pro/proc-517.html

水凝膠定制技術(shù)

http://i3346.cn/pro/progc-559-517.html

納米酶定制技術(shù)

http://i3346.cn/pro/pro-39322.html

原文獻(xiàn)鏈接：

https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC7960791/

免責(zé)聲明

我們尊重原創(chuàng)作品。選取的文章已明確注明來(lái)源，版權(quán)歸原作者所有，如涉及侵權(quán)或其他問(wèn)題，請(qǐng)聯(lián)系我們進(jìn)行刪除。不作為商業(yè)用途轉(zhuǎn)發(fā)使用！文末科研材料及合成技術(shù)產(chǎn)品均可提供~

西安瑞禧生物可提供：各類改性磷脂，PEG衍生物，聚合物改性，熒光活性染料，無(wú)機(jī)納米顆粒，量子點(diǎn)，納米金，蛋白質(zhì)交聯(lián)劑等等。