专栏名称: Biomaterials 生物材料
Biomaterials is an international journal covering the science and clinical application of biomaterials.
目录
相关文章推荐
51好读  ›  专栏  ›  Biomaterials 生物材料

多酚纳米工程化调节性T细胞促进炎性微环境牙槽骨修复

Biomaterials 生物材料  · 公众号  ·  · 2024-12-24 15:32

正文

研究内容简介

全球老龄化极大提高了口腔疾病患病风险,其中牙周炎是老年人群牙齿脱落的主要原因。牙周局部炎症迁延不愈使得牙周炎牙槽骨的再生面临巨大挑战。调节性T细胞(Treg)凭借强大抗炎能力在组织再生免疫治疗中崭露头角。然而,Treg细胞表型及功能对微环境十分敏感,炎症等病理性微环境会大大削弱其治疗效果。当前稳定Treg细胞表型主要通过基因修饰、同期注射细胞因子(如IL -2)或免疫抑制剂等方式,但是这些方法存在操作复杂、脱靶、组织特异性较差等问题。


针对以上问题,本研究开发了一种新型调节性T细胞(Treg)的纳米生物复合体(Treg nex ),该纳米生物复合体通过由铁离子Fe III -单宁酸(Tannic acid, TA)构建的金属-多酚(MPN)网络功能化修饰免疫抑制剂雷帕霉素(RAPA@Fe III ‐TA),进而对Treg细胞进行表面功能化修饰(Tregnex),用于炎性微环境牙槽骨缺损的治疗。论文创新点在于Fe III ‐TA 通过与细胞膜非共价键结合,将雷帕霉素负载于Treg细胞表面并持续原位释放,达到维持炎症环境中Treg细胞的抗炎表型及功能的作用,提高Treg细胞的治疗效果。具有稳定表型的Treg细胞分泌抗炎细胞因子,并协同原位释放的 雷帕霉素调节巨噬细胞表型、促进骨髓间充质干细胞成骨分化,最终调节牙周免疫微环境、促进牙周炎牙槽骨修复(图1)。论文的通讯作者为四川大学郭俊凌教授、赵志河教授和方婕副教授,第一作者为四川大学华西口腔医学院张博助理研究员。


图1 基于Treg细胞的纳米生物复合体(Treg nex )构建示意图

作者利用Fe III ‐TA修饰雷帕霉素(RAPA)纳米颗粒形成RAPA@Fe III ‐TA纳米复合物,随后利用TA与细胞膜非共价键结合构建基于Treg细胞的纳米生物复合体(Treg nex )。团队探究了RAPA@Fe III ‐TA纳米复合物的粒径、表面形貌、元素分析以及纳米复合物粘附于Treg形成Treg nex 的形貌、粘附效率、药物释放等(图2),结果证明Fe III ‐TA可功能化包裹RAPA纳 米颗粒并将RAPA@Fe III ‐TA成功粘附于Treg细胞表面。

图2 RAPA@Fe III ‐TA及Tre g nex 表征、修饰效率及药物释放

炎性环境下Treg细胞极难维持其表型及抗炎功能。作者在体外通过与炎性刺激后的巨噬细胞共培养,发现与直接于培养基中加入RAPA相比,Treg nex 中RAPA原位释放能够更好维持Treg细胞表型(CD25 + Fox p3 + ),并促进炎性微环境下Treg细胞分泌抗炎细胞因子(图3)。

图3 Treg nex 稳定Treg功能及表型,增强其抗炎 、组织修复效能

慢行牙周炎导致局部免疫微环境失衡、成骨活动减弱。作者探究了纳米生物复合体Treg nex 对巨噬细胞极化及骨髓间充质干细胞成骨能力的作用,发现Treg nex 较裸 露Treg细胞具有能够进一步促进巨噬细胞抗炎极化及骨髓间充质干细胞成骨。牙周组织免疫微环境与牙槽骨修复密切相关。牙周炎模型建立后,通过牙周局部注射进行不同处理,Micro-CT显示注射Treg nex 组牙槽骨高度增加、骨量提高。 流式细胞学显示Treg nex 能够更好维持Treg免疫抑制表型,同时组织学染色显示注射Treg nex 可抑制牙槽骨破骨活动,促进成骨,并促进巨噬细胞修复型M2极化,最终实现炎性环境下牙槽骨修复(图3)。


课题组简介

四川大学郭俊凌教授 皮革化学与工程教育部重点实验室副主任,英属哥伦比亚大学客座教授,博士生导师,国家特聘专家,任教育部重大奖项/青年长江评委专家、全国学科评估专家、成都市委统战部“欧美同学会”副秘书长、新材料专委会部长、成都市工商联(总商会)专委会专家等。以项目或课题负责人承担国家重点研发计划、国家自然科学基金面上项目、四川省重点研发计划等,获得四川“天府峨眉”领军人才,苏州市/苏州高新区领军人才,成都市“蓉漂计划”领军人才,成都市高新区“产业教授”等。曾毕业于四川大学轻工学院(石碧院士、廖学品教授)







请到「今天看啥」查看全文