导语

温州医科大学Chen Yang、Jiang Chang合作在Advanced Science上在线发表了题为“A New Strategy to Inhibit Scar Formation by Accelerating Normal Healing Using Silicate Bioactive Materials”的研究文章。该研究中转录组测序和数据分析服务由元莘生物提供。

应用硅酸盐生物活性材料，可以显著抑制兔耳疤痕模型中的疤痕形成，其可刺激真皮成纤维细胞（DF）中Alpha 2 的表达以加速伤口愈合，同时会诱导ASAH2的表达来有诱导增生性瘢痕成纤维细胞（HSF）的凋亡。实验中针对重度和轻度疤痕均采用硅酸盐生物活性材料进行治疗（重度疤痕需要先手术去除疤痕）：重度疤痕术后进行活性材料治疗，可激活DF来减少疤痕的形成；轻度疤痕直接用活性材料外敷，可以诱导HSF凋亡来减少疤痕形成。

研究背景

婴儿在伤口修复过程中表现出显著的无疤痕愈合，其原因是DF的活性更高（核心因素），HSF更少、炎症反应轻和胶原蛋白合成更多。因此初步假设：激活DF的增殖和迁移活性，模拟婴儿皮肤的微环境可能有助于抑制疤痕的生成。目前临床上主要是激活肌成纤维细胞细胞来促进伤口愈合，但在促进慢性伤口愈合的同时，成熟的肌成纤维细胞也可能导致瘢痕的形成；硅酸盐生物活性材料可以通过激活DF有效促进伤口愈合，因此整体的假设是使用硅酸盐材料可以激活DF的增殖和迁移活性，模拟婴儿皮肤的微环境可能有助于抑制疤痕的生成。

 研究设计

研究选用45S5生物玻璃（45S5 BG：一种硅酸盐生物活性材料），将其掺入海藻酸钠（SA）形成复合水凝胶材料（BG/SA），使用兔耳增生性疤痕模型评估BG/SA在体内抑制瘢痕的形成的机制，借助RNA高通量测序结果评估BG对DF和HSF的基因表达调控机制。同时分别评估了再生干预和直接治疗两种治疗方案（用于严重和轻度增生性疤痕）。

研究结果

研究发现，硅酸盐活性水凝胶（BG/SA）可以激活真皮成纤维细胞（DF）,并通过促进伤口快速愈合来显著减少疤痕的形成，硅酸盐材料具有生物活性的主要原因是在于SiO32-的释放，本研究中采用的是45S5 BG和SA组成的BG/SA复合水凝胶材料，因此推测其他生物陶瓷材料可能也有抑制疤痕生成的作用，需要进一步进行材料筛选和实验证实。本项研究中，BG显著促进HDF细胞中ITGA2的表达，使用siRNA转染敲除ITGA2后发现BG对HDF的增殖和迁移作用受到显著抑制，但细胞的活性不受影响；综上，BG可以通过上调ITGA2的表达来增强HDF细胞的增殖和迁移作用，从而促进伤口无瘢痕愈合。

BG可能通过上调ASAH2（调节细胞周期和细胞生长）促进HSF凋亡，ASAH2激活细胞内的自噬体诱导细胞凋亡，同时BG激活DF后也会诱导HSF凋亡，即活化的真皮纤维细胞可以诱导HSF凋亡。针对严重和轻度增生性疤痕进行的再生干预、直接治疗方案结果显示：对于尚未成熟的轻度疤痕，利用BG/SA可以有效抑制HSF，同时不会损害正常皮肤细胞；综上，研究证实BG/SA在治疗轻度疤痕方面的有效性。

引用该项目文章

Zhang, Zhaowenbin, et al. “A New Strategy to Inhibit Scar Formation by Accelerating Normal Healing Using Silicate Bioactive Materials.” Advanced Science, vol. n/a, no. n/a, p. 2407718. Wiley Online Library, https://doi.org/10.1002/advs.202407718.