皮肤伤口愈合过程中往往要经历细菌感染的考验，伤口处的细菌定植通常会刺激身体中的免疫系统产生免疫反应进而清除细菌，但过度的免疫反应会导致炎症反应，严重阻碍组织修复进而影响伤口愈合。此外，自身免疫系统对细菌的清除效果有限，在伤口面积较大时无法及时有效清除大量入侵的细菌，影响伤口修复甚至身体健康。因此，有效清除细菌并解决细菌清除与组织再生间的矛盾问题对促进伤口愈合至关重要。
巨噬细胞是一个重要的免疫细胞，研究发现促炎（
M1
）型巨噬细胞可通过吞噬作用或分泌白细胞介素
-1
β（
1L-1
β）和肿瘤坏死因子
-
α（
TNF-
α
)
各种杀伤性细胞因子杀伤清除病原体，但会引发炎症反应；而抗炎（
M2
）型巨噬细胞可分泌白细胞介素
-10
（
1L-10
）和转化生长因子
-
β
1
（
TGF-
β
1
）以抑制炎症反应并促进组织再生。因此，顺次驱动巨噬细胞表型极化被认为是一种促进感染伤口愈合的理想手段。
四川大学
孙勇
团队和
樊渝江
团队
将乙醇（
EtOH
）和高碘酸钠（
NaIO
4
）溶液作为巨噬细胞向
M1
型极化诱导剂和凝胶交联剂，并制备出没食子酸（
GA
）修饰的壳聚糖（
CS
）（
CS-G)
和多巴胺（
DOPA
）修饰的丝素蛋白（
SF
）（
SF-D
）作为巨噬细胞向
M2
型极化诱导剂和再生蛋白微环境的调节剂，将以上成分整合在一起从而实现将促炎溶剂和抗炎成分整合进而构建了一种可注射的免疫调节水凝胶（
SrmE20
）。
其中，
EtOH
具有高极性与高挥发性，是一种最简单有效的皮肤表面抗菌剂。受
EtOH
可能会诱导肝脏中巨噬细胞的极化为
M1
型巨噬细胞，加剧炎症反应而导致肝损伤的事例启发，该团队认为
EtOH
也可诱导皮肤伤口处的巨噬细胞向
M1
型极化以清除细菌。
CS
和
DOPA
是具有免疫调节特性的天然抗菌化合物，其含有的大量酚羟基和游离氨基能够有效抑制炎症反应并促进巨噬细胞向
M2
型极化。
实验表明，
SrmE20
可在早期诱导巨噬细胞
M1
型极化，有效清除细菌，随着
EtOH
的消耗，
SrmE20
网络中的酚羟基和阳离子会逐渐诱导巨噬细胞向
M2
型极化，形成抗炎微环境，加速新生血管形成和胶原蛋白沉积，成功实现通过顺次驱动巨噬细胞表型极化促进感染伤口愈合。
该工作以
”Injectable immunoregulatory hydrogels sequentially drive phenotypic
polarization of macrophages for infected wound healing”
为题发表在
24
年的《
Bioactive Materials
》上。
【文章亮点】
1.
实现顺次驱动巨噬细胞表型极化
：SrmE20在早期能够显著诱导巨噬细胞向M1型极化，之后诱导M1型巨噬细胞向M2型极化，成功实现顺次驱动巨噬细胞表型极化。
2.
优异的抗菌能力：
SrmE20
优异的抗菌能力来源于三部分，第一，
EtOH
是一种常见的表面抗菌剂，对细菌具有天然的抑制功能；第二，
CS
中含有大量游离氨基，其能与细菌表面的负电荷相互作用进而破坏细菌结构；第三，多酚类化合物具有突出的抗菌性。
SrmE20
对在
7
天内金黄色葡萄球菌的抗菌率可达到
97%
。
3.
促进皮肤伤口愈合：
SrmE20
具有能够快速清除细菌并诱导巨噬细胞向
M2
型极化促进伤口愈合。与对照组相比，
SrmE20
组具有最快的再上皮化过程、最早的胶原蛋白沉积、血管生成现象。
图
1.
（
A
）可注射
Srm
水凝胶制备示意图
;
不同乙醇浓度下水凝胶的（
B
）相对自由基清除率（
C
）储能模量（
D
）
FTIR
光谱图；（
E
）两种凝聚化方法之间的拮抗关系；水凝胶的（
F)
可注射性（
G
）粘附性（
H
）对皮肤弯曲和液体生理环境的适应性；（
I
）利用
SEM
分析水凝胶的微观结构；（
J
）试样内孔径分析；（
K
）水凝胶的膨胀行为；（
L
）链霉蛋白酶
E
和（
M
）溶霉菌作用下的降解行为；（
N
）蛋白质吸附能力测试。
*p<0.05
、
**p<0.01
、
***p<0.001
。
图
2.
（
A
）
CCK-8
和
FDA/PI
染色中
NH
3
-T
3
细胞增殖的示意图（
B
）非接触培养不同时间的
NH
3
-T
3
的细胞活力；（
C
）表面培养中的活
/
死染色；（
D
）
Transwell
模型中
BMSCs
迁移的示意图；（
E
）迁移细胞的结晶紫染色；（
F)
迁移细胞统计。
*p<0.05
、
**p<0.01
、
***p<0.001
。
图
3.
（
A
）
Srm
水凝胶的潜在抗菌机制；（
B
）体外抗菌实验示意图；（
C
）平板法中的细菌；（
D
）大肠杆菌和（
E
）金黄色葡萄球菌的菌落计数统计；（
F)
活细菌的荧光染色和（
G
）大肠杆菌（
H
）金黄色葡萄球菌的相应积分光密度（
IOD
）统计；（
I
）利用
SEM
分析细菌形态。
*p<0.05
、
**p<0.01
、
***p<0.001
。
图
4.
（
A
）利用
RAW264.7
在体外驱动巨噬细胞表型极化实验示意图；（
B
）
CD206
+
/CD86
+
巨噬细胞在（
C
）两天（
D
）四天的代表性流式细胞图和统计数据；炎症因子的表达，包括（
E
）
1L-10
（
F)TGF-
β
1
（
G
）
1L-1
β
（
H
）
TNF-
α；（
I
）肌肉植入实验中巨噬细胞的代表
CD86/CD206
的
IF
染色和（
J
）荧光强度的
IOD
统计；（
K
）用于感染伤口的水凝胶示意图。
*p<0.05
、
**p<0.01
、
***p<0.001
。
图
5.
（
A
）抗收缩感染伤口愈合示意图；（
B
）感染伤口的代表性大体观察和叠加图像；（
C
）伤口剩余面积的统计数据；采用平板法对（
D
）伤口表面细菌和（
E
）菌落计数进行统计。
*p<0.05
、
**p<0.01
、
***p<0.001
。
图
6.
（
A
）伤口内细菌的革兰氏阳性染色；（
B
）巨噬细胞的代表
CD206/CD86
的免疫染色；三天时（
C
）
CD86
和（
D
）
CD206
的荧光强度统计；七天时（
E
）
CD86
和（
F
）
CD206
的荧光强度统计；（
G
）十六天时的
HE
染色。
*p<0.05
、
**p<0.01
、
***p<0.001
。
