近年来,关于免疫细胞在清除衰老细胞、癌变细胞等领域的应用潜力不断被证实。同时,免疫细胞在改善皮肤,包括改善皱纹和修复瘢痕等领域的研究也相继开展。
近年来,越来越多的研究证明,在人体伤口修复和瘢痕抑制过程中免疫细胞发挥着关键作用。日期,在TED演讲上,麻省理工学院化学工程系博士后Kaitlyn Sadtler 提到,通过对免疫细胞的调控,疤痕——不健全的异常组织的生长得到遏制,健康的细胞填补了伤口,避免了疤痕的产生。
此前,《Nature》子刊发表的一篇经过改造的新型贴片可以用于伤口的修复和减少瘢痕形成。该项研究通过对伤口敷料进行改造,从而刺激免疫细胞在伤口修复和瘢痕形成的过程中发挥作用[1]。
今天我们就一起来看看,当今的科学家们是如何通过利用免疫细胞来达到抑制瘢痕形成的目的。
瘢痕的形成机制
瘢痕的形成是指在机体伤口愈合的过程中,大量的成纤维细胞、血细胞等相关细胞在愈合过程中交织成网,而胶原等细胞外基质的合成大于分解,从而导致在真皮网状层过度沉积,造成了人体形成瘢痕组织。
免疫细胞在瘢痕形成过程中的作用
已经有研究证明,免疫细胞在促进炎症反应和促进纤维化反应间均起到重要作用,所以在两者之间寻找能够利用免疫细胞特性增强组织修复能力的方法是可取的。
以心脏受损后伤口愈合为例,经研究发现,嗜酸性粒细胞在心脏受损后的第4天能够达到峰值,具有保护心脏、减少心肌细胞死亡、活化成纤维细胞和促进梗死后心肌纤维化的功能。而T细胞在被激活后能够被募集搜到受损部位,通过促进CCR2促修复巨噬细胞活性来帮助心肌伤口愈合。
上述均是免疫细胞在心脏受损后对心脏修复过程中起到的重要作用,有学者利用这些免疫细胞的特性,通过多种方法增强心脏的修复能力,减少心脏瘢痕的出现,从而降低患者因心脏瘢痕引发的病发率[3]。
上图为巨噬细胞对心肌的作用,来源于文献[2]
刺激免疫细胞,抑制瘢痕的形成
近年来,研究者通过利用特殊的生物材料来刺激免疫细胞,从而抑制瘢痕的形成。
有一项研究将相关细胞因子等物质利用纳米技术封装在微针内,制作成一种新型的伤口辅料。为临床伤口愈合困难的患者提供了一种新的治疗方法[1]。
研究显示,经过改造后的贴片可以有效刺激机体产生多种生长因子,这些成分都可能导致内皮细胞的增殖和迁移,并增加伤口部位的再上皮化和胶原沉积。例如TGF-β3促进胶原蛋白组织,以减少疤痕并改善愈合。并且经过相关实验证明,改造后的贴片在伤口修复和抑制瘢痕的过程中表现出来更高的治疗率[2]。
M1巨噬细胞分泌促炎介质,而M2巨噬细胞分泌抗炎细胞因子和生长因子。M2巨噬细胞的极化可以缓解炎症反应,从而加速伤口闭合和抑制瘢痕的形成。研究证实,经过改造后的新型贴片可以使M2表型表达增强(40.08±2.17%),M1表型表达降低(6.43±0.91%),更有利于糖尿病创面的修复和抑制瘢痕的形成。
图来源于文献[1]
同时,M2巨噬细胞在血管生成的过程中也起到重要作用。M2巨噬细胞可分泌VEGF,增加血管内皮细胞增殖,促进创面部位血管生成。新型贴片可以通过增加HUVEC的增殖,迁移和血管形成来促进血管生成,从而达到促进伤口修复和抑制瘢痕形成的目的。
总结
目前,经过对免疫细胞进行相关研究之后,人们不再把瘢痕修复的重点放在健康细胞的重建,而是转向伤口的闭合过程和抑制炎症反应的发生。利用免疫细胞的特性来干预瘢痕的形成,这对于临床伤口的修复和瘢痕的抑制等可能是重大的突破。伤口愈合是个复杂的过程,多种重要的免疫细胞和免疫分子参与其中,通过对其机制的深入研究,可以指导临床靶向治疗来促进创面修复和减少瘢痕的形成。
参考文献
[1]. Ma W, Zhang X, Liu Y, Fan L, Gan J, Liu W, Zhao Y, Sun L. Polydopamine Decorated Microneedles with Fe-MSC-Derived Nanovesicles Encapsulation for Wound Healing. Adv Sci (Weinh). 2022 May;9(13):e2103317. doi: 10.1002/advs.202103317. Epub 2022 Mar 10. PMID: 35266637; PMCID: PMC9069192.
[2]. Hu W, Shang R, Yang J, Chen C, Liu Z, Liang G, He W, Luo G. Skin γδ T Cells and Their Function in Wound Healing. Front Immunol. 2022 Apr 11;13:875076. doi: 10.3389/fimmu.2022.875076. PMID: 35479079; PMCID: PMC9035842.
[3]. 李耀南. 外源性免疫细胞干预人胎儿皮肤深Ⅱ°烫伤创面修复机制的初步研究[D].山东大学,2015.
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