成果名称:  二次交联双重网络多糖基水凝胶的构建及其调控巨噬细胞极化表型的研究
 完成单位:  广东省科学院生物与医学工程研究所
 研究人员:  于珊
 介绍:  

1. 课题来源与背景: 课题来源为广东省基础与应用基础研究基金区域联合基金-青年项目,2019A1515110207,二次交联双重网络多糖基水凝胶的构建及其调控巨噬细胞极化表型的研究。 炎症性创面的愈合修复则是困扰临床治疗的难题之一。该类创面具有病程长、并发症多、难度大等特点。巨噬细胞在创面修复过程中起到了重要作用,其能清除并吞噬坏死组织等异物,分泌细胞因子,从而修复细胞、刺激细胞增殖,促进血管化形成和肉芽组织的新生。 巨噬细胞的极化是一个多因子相互作用的复杂过程,受到多种信号分子及其通路的调控。研究表明,在创面修复中,活性氧(reactive oxygen species, ROS)的浓度改变可以调控巨噬细胞极化表型。高浓度的ROS诱导巨噬细胞向M1型极化,促进炎性细胞因子的释放;低浓度的ROS可以调控巨噬细胞 M2 极化,抑制炎性反应,促进组织修复。因此,如何通过材料调节微环境中ROS水平,诱导巨噬细胞表型向M2极化,使组织尽快得到修复,是生物材料领域亟待解决的关键科学问题之一 2. 研究目的与意义:透明质酸是一种天然多糖,在促进细胞迁移,增殖和分化等方面有重要作用。然而其水凝胶通常表现出机械性能差且缺乏生物活性,极大地限制了其在创面修复中的应用。巨噬细胞的极化是创面愈合中非常重要的复杂过程,活性氧的浓度改变可以调控巨噬细胞极化表型。因此,本研究通过天然多酚类物质修饰的透明质酸凝胶材料调节微环境中活性氧水平,诱导巨噬细胞表型向M2极化,从而促进创面修复和再生。 3. 主要论点与论据:主要论点项目对所论述的问题提出的见解、主张和表示的态度。论据是用来证实论点的依据、证据。 (1)在双键交联透明质酸网络中,引入单宁酸分子,进行非共价键二次交联。获得一种溶胀比低,力学性能好的改性透明质酸凝胶,力学强度最高可提高至纯透明质酸凝胶的15倍以上。 (2)考察了多巴胺改性透明质酸水凝胶对巨噬细胞极化行为的影响。结果表明,多巴胺的引入能够抑制巨噬细胞向M1(促炎表型)极化,在有诱导剂存在情况下,抑制效果更为显著,浓度大于10 mg/mL时,效果较好;对于M2表型极化趋势,在无诱导剂存在时,低浓度(2 mg/mL)多巴胺有利于巨噬细胞向M2极化;在有诱导剂存在时,巨噬细胞在高浓度多巴胺作用下,向M2极化趋势明显。 (3)凝胶诱导巨噬细胞极化的体内功能评价。将不同的透明质酸基水凝胶植入大鼠背部,分别饲养2周、4周后取材。采用免疫荧光染色考察了透明质酸基大孔水凝胶诱导体内巨噬细胞极化的功能。体内实验表明,凝胶中引入的多巴胺有助于巨噬细胞向M2表型极化,并且在不同环境中,极化程度具有多巴胺浓度依赖性。 4. 创见与创新: (1)本研究采用双键修饰的透明质酸,成功开发了多酚类物质二次交联的系列明质酸基水凝胶。并对水凝胶的形貌、溶胀性能、压缩性能、降解性能进行了表征。所得凝胶具有相互连通的孔隙结构。多酚类物质进一步交联能够影响凝胶的溶胀、力学及降解性能,并阐明了其浓度依赖的定量关系。 (2)发现多巴胺对于巨噬细胞极化表型的影响具有浓度依赖性并阐明其信号通路。 (3)阐明了生理条件下多巴胺对巨噬细胞极化表型的诱导规律。 5. 社会经济效益,存在的问题:指项目所产生的社会效益和经济效益以及所存在的问题。 无 6. 历年获奖情况:指项目研究过程中所获奖项的情况。 无 7. 成果简介要向社会公开,请不要填写商业秘密内容。 透明质酸是一种天然多糖,在促进细胞迁移,增殖和分化等方面有重要作用。然而其水凝胶通常表现出机械性能差且缺乏生物活性,极大地限制了其在创面修复中的应用。巨噬细胞的极化是创面愈合中非常重要的复杂过程,活性氧的浓度改变可以调控巨噬细胞极化表型。因此,本研究通过天然多酚类物质修饰的透明质酸凝胶材料调节微环境中活性氧水平,诱导巨噬细胞表型向M2极化,从而促进创面修复和再生。研究中通过单宁酸及多巴胺构建了两种二次交联的凝胶材料体系,并系统的考察了多酚分子浓度与凝胶溶胀、力学性能、降解及抗氧化能力的定量关系。通过巨噬细胞极化因子的表征,阐明了多巴胺分子浓度对巨噬细胞极化表型的影响,并初步探索了其通过NF-kB信号通路影响巨噬细胞极化的分子机制。结果表明,多巴胺的引入能够抑制巨噬细胞向M1方向极化,并诱导巨噬细胞向M2方向极化,其极化方向和程度具有多巴胺浓度依赖性。

 登记号:  
 登记日期:  2023/8/31
 研究起止时间:  2020-01-01至2022-09-30
 成果应用行业:  卫生、社会保障和社会福利业
 高新科技领域:  
 学科分类:  
 鉴定单位:  广东省科学技术厅
 评价日期:  2023/3/22
 登记办理状态:  公示中
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