科研动态丨我院刘杰教授团队在干细胞治疗领域取得进展

压疮是一种常见于老年人和体弱多病者的疾病，由于长时间压力导致皮肤和组织损伤，可能会发展成溃疡和坏死，给患者带来巨大的经济和身体负担。压疮的愈合过程复杂，涉及止血、炎症、增殖和重塑四个阶段，任何一个阶段的异常都可能导致愈合过程受阻。传统治疗压疮的方法包括手术清创、皮瓣重建、负压疗法等，但有时这些方法效果不佳。因此，研究者们正在寻找更有效的治疗方法，如干细胞疗法。间充质干细胞（MSC）因其多能性和抗炎特性，被认为是治疗压疮的有前景的方法。然而，干细胞疗法在临床应用中面临一些挑战，如细胞存活率和保留率低。为了提高干细胞疗法的效果，研究者们正在开发新型的水凝胶，这种水凝胶可以模拟干细胞的微环境，提供细胞生长所需的环境，并有助于生长因子和营养物质的释放。这种水凝胶可以作为微创注射载体，用于皮肤损伤的修复。

近日，我院刘杰教授课题组开发了一种新型的热敏注射水凝胶，它结合了猪脂肪来源的可溶性细胞外基质（adECM）和没食子酸改性羟基丁基壳聚糖（HBC-GA）。这种水凝胶旨在作为将干细胞输送到压疮部位的载体。猪脂肪组织富含可促进组织发育和再生的生长因子和细胞外基质蛋白。HBC-GA则具有抗氧化特性，有助于中和伤口内的自由基，防止炎症反应。这种新型水凝胶结合了adECM的再生潜力和HBC-GA的抗氧化及细胞支持特性，显示出卓越的物理化学性质。它还促进了人脐带来源的间充质干细胞（HUMSC）的归巢和功能，创造了一个有利于细胞粘附、增殖和功能的仿生微环境。研究还评估了水凝胶的凝胶行为、微观结构、机械特性和抗氧化能力，并进行了体外细胞研究，以评估其生物相容性、抗炎作用及其在血管生成中的作用（图1）。作者使用动物模型评估了水凝胶修复皮肤组织的潜力，结果表明水凝胶在减少炎症、促进血管生成、改善胶原蛋白基质形成以及刺激细胞增殖和迁移方面具有显著效果。这种多功能水凝胶不仅为干细胞治疗提供了有利的微环境，而且还通过其抗氧化和促再生特性积极参与伤口愈合过程的调节，为压疮治疗提供了新的治疗策略。       

图1.细胞外基质衍生的抗氧化水凝胶负载干细胞用于压疮修复

该研究工作近日以“Revolutionizing Pressure Ulcer Regeneration: Unleashing the Potential of Extracellular Matrix-Derived Temperature-Sensitive Injectable Antioxidant Hydrogel for Superior Stem Cell Therapy”为题发表在生物材料知名期刊《Biomaterials》上（10.1016/j.biomaterials.2024.122880）。中山大学生物医学工程学院博士生唐俊杰为本文第一作者，中山大学生物医学工程学院刘杰教授为本文通讯作者，中山大学生物医学工程学院为唯一通讯单位。该研究得到了国家重点研发计划，广东省自然科学基金和深圳市科技计划项目的支持。