人體組織是由細胞外基質和細胞組成，其中細胞外基質是一種典型的水凝膠材料，結構類似于“果凍”。2003网站太阳集团施李楊課題組主要聚焦研發能替代和修複人體組織的“果凍”材料，通過生物和化學手段賦予“果凍”以魔力，使其快速促進損傷組織再生修複。近日，課題組在水凝膠引導的組織再生修複領域取得系列進展。

糖尿病發病率呈逐年快速增長勢頭，慢性難愈合創面（如糖尿病足潰瘍）是糖尿病引起的嚴重并發症之一，糖尿病創面的高緻死緻殘率和低治愈率已嚴重影響廣大患者的身體健康和生活質量。課題組構築了一種新型一氧化碳氣體釋放水凝膠，實現了創面快速修複。此外，利用單細胞測序技術全面解析了氣體釋放水凝膠促進創面修複過程中的細胞反應性和細胞異質性。單細胞研究發現氣體釋放水凝膠能促進一類具有成纖維前體細胞特性的Cxcl14⁺成纖維細胞亞群聚集，該亞群細胞在皮膚修複中屬首次報道。同時，氣體釋放水凝膠可顯著降低創面巨噬細胞促炎特征并增加其抗炎特性，同時減弱促炎(M1)巨噬細胞和Cxcl14⁺成纖維細胞亞群之間的TGF-β信号交流。本研究為難愈性糖尿病創面提供了新的治療策略，為科學家和醫生提供了糖尿病創面再生修複新認識。

該研究成果近期發表于ACS Central Science雜志（論文鍊接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acscentsci.3c01169）。施李楊課題組博士生李亞和碩士生孫璐為該論文的第一作者，施李楊副教授為主通訊作者，合作者瑞典卡羅琳斯卡醫學院Cheng Zhao博士為論文共同通訊作者。ACS Central Science雜志聚焦以化學為中心的交叉學科領域（生物醫藥、材料、能源、環境等），發表極具原創性、傑出質量和重要影響力的代表性研究成果，創刊與現任主編為2022年諾貝爾獎獲得者Carolyn R. Bertozzi教授。

圖1：一氧化碳氣體釋放水凝膠（CO@HAG）治療後改變創面巨噬細胞炎症特性并促進Fib_SC6（高表達Cxcl14基因）成纖維細胞亞群的聚集。

此外，施李楊課題組針對脊髓損傷後持續性炎症無法自我逆轉這一關鍵科學問題，設計了一種能長效抗炎的“果凍”材料（水凝膠），能在脊髓損傷處緩釋抗炎藥物。脊髓損傷是指由創傷（如撞車）、疾病或退化（如癌症）造成的脊髓損壞，脊髓損傷易導緻截癱，損傷節段以下軀體感覺和運動功能障礙，使患者長久喪失勞動力，給家庭和社會帶來沉重負擔。研究發現，上述抗炎水凝膠可顯著減輕脊髓損傷大鼠的局部炎症反應，減輕脊髓繼發性損傷，增加原有脊髓神經元存活和促進新生神經元再生，并可促進大鼠運動功能恢複，這一研究為脊髓損傷治療帶來新希望。該研究成果近期發表在ACS Materials Letters雜志（IF=11.4，論文鍊接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsmaterialslett.3c01126）。2003网站太阳集团博士生李亞和王自強為該論文的第一作者，2003网站太阳集团施李楊副教授和戴建武教授為論文通訊作者。

圖2：長效抗炎水凝膠抑制脊髓損傷處促炎巨噬細胞、減少膠質瘢痕和增加神經元存活和再生的示意圖。