皮肤再生组织工程的一个主要目标是允许屏障功能的快速恢复，同时提高组织抗张强度和组织功能。但是，伤口趋向于以牺牲复合组织功能为代价来恢复屏障以维持生存。

近期，加州大学洛杉矶分校的Tatiana Segura和Philip Scumpia团队在Nature Materials上发表了题为“Activating an adaptive immune response from a hydrogel scaffold imparts regenerative wound healing”的研究论文，提出了一种通过转变交联多肽的手性来减缓微孔颗粒水凝胶支架（MAP）降解和提高组织生长再生能力的策略。将交联剂从L-氨基酸转变成D-氨基酸后，MAP水凝胶（D-MAP）展现出了更加缓慢体外酶降解行为，而体内降解现象则相反。进一步研究表明，D-MAP在体内能够引发针对D-多肽的抗原特异性免疫，提高了组织抗张能力和皮肤再生能力。

在不添加干细胞、生长因子或佐剂的情况下，D-对映体肽产生适应性免疫反应，MAP适应性的加入，增强了II型先天性和适应性免疫反应，诱导皮肤再生和毛发新生，并提高了拉伸强度（图1）。

图1 D-MAP通过免疫反应促进再生策略

首先，研究人员证明了D-手性多肽交联剂削弱了MAP体外降解速率，反而促进体外降解。保持初始材料特性（例如，疏水性，筛孔大小和电荷），使用对映体肽(D-肽和L-肽)来改变降解速率。微流体技术产生了微球颗粒，并保证 L-MAP，D-MAP的强度一致（图2a）。在体外，使用胶原酶降解L-MAP成分在几分钟内完全降解，D-MAP则降解慢（图2b）；而D-MAP在体内降解较L-MAP反而更慢（图2c~f）。

图2 D-MAP水凝胶在SKH1无毛小鼠伤口中降解增强

接着，证明了 D-MAP水凝胶促进组织再生和毛囊新生。假性手术与L-MAP处理的小鼠组织学检查显示出典型的疤痕组织，表皮平，真皮层薄，胶原蛋白束水平，垂直血管和缺乏毛囊和皮脂腺（图2c~d,g–i）；D-MAP处理或1：1-L/D-MAP处理过的组织学数据显示具有新生组织，表皮表现出生理性起伏，并且观察到许多未成熟的毛囊跨越愈合的全层损伤区域；另外，拉伸测试数据表明D-MAP处理的小鼠表皮抗拉强度显著提升。

接下来，假性手术及D-MAP处理的伤口组织进行苏木精和曙红（H＆E）以及Masson三色染色（图3a~f）对比，D-MAP处理伤口中形成了许多新的毛囊（图3b,d,f），表明D-MAP可以激活毛囊新生。

图3 D-MAP水凝胶诱导B6小鼠全层皮肤创面毛囊新生

最后，证明了D-MAP是通过刺激适应性免疫反应，促进组织再生的原理。体内模型（图4a~b）及免疫相关的骨髓细胞和巨噬细胞结果（图4e~l）均显示D-多肽的抗原特异性免疫，促使免疫细胞在D-MAP中的聚集，引发强效免疫反应的同时还能促进D-MAP的降解。重要的是，MAP水凝胶支架可以通过适应性免疫激活再生毛囊结构，促进组织再生。（图5）

图4 髓细胞募集不需要模式识别受体的肽识别

图5 D-MAP通过适应性免疫诱导抗体反应和募集髓样细胞

总之，D-MAP水凝胶通过调节特定的组织免疫反应，使伤口修复朝着再生方向发展而不是生产疤痕组织或异物反应。这种通过生物材料刺激免疫反应的策略，可能成为生物材料未来非常具有潜力的发展方向。

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信息来源: EFL EngineeringForLife

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