糖尿病伤口的愈合问题长期困扰着临床治疗。高血糖引发的慢性炎症、局部血管生成障碍以及生物活性分子的缺乏，使糖尿病难愈性伤口的愈合过程十分缓慢，甚至可能导致截肢等并发症。尽管传统伤口敷料（如水凝胶）可为伤口提供湿润环境，但其在促进生物活性分子递送和加速伤口愈合方面存在局限。 近年来，外泌体因其在细胞间通讯与组织修复中的作用，为糖尿病伤口的治疗提供可能性。然而，如何在高糖环境下实现外泌体的持续释放和有效利用，依然是亟待解决的难题。
近日，中国科学院广州生物医药与健康研究院巫林平课题组与广东药科大学由天辉课题组合作在International Journal of Biological Macromolecules杂志上发表题为“Hyaluronic acid Methacryloyl/Chitosan Methacryloyl/3- Methacrylamidophenylboronic acid multifunctional hydrogel loading Exosome for diabetic wound healing”的最新成果（2024 Sep 12:135562）。该研究构建了新型的H-C-M@Exo水凝胶，不仅具有高亲水性、优异的抗压性能和抗菌性，还能够根据糖尿病伤口局部的葡萄糖浓度变化，持续释放外泌体，从而显著减少炎症反应，促进上皮再生、胶原沉积和新生血管的生成，加速伤口愈合。该成果为糖尿病伤口的临床治疗提供潜在解决方案。中国科学院广州生物医药与健康研究院巫林研究员和广东药科大学由天辉教授为论文的共同通讯作者，广东药科大学袁伟燕博士、黄婵硕士研究生为论文的共同第一作者。该研究工作得到了国家重点研发计划、广东省教委基金、广州市科技计划、珠江人才计划等项目的资助。
研究发现示意图
研究团队首先通过一系列体外实验，验证了H-C-M@Exo水凝胶的多重功能，包括抗菌性、耐压性、生物相容性及葡萄糖响应下的外泌体持续释放特性（图1，2）。
图1 H-C-M水凝胶的压缩性能及葡萄糖响应性外泌体持续释放特性
图2 H-C-M水凝胶的抗菌活性及生物相容性
团队进一步在糖尿病小鼠模型中测试了H-C-M@Exo水凝胶对伤口愈合的促进作用。实验结果显示，在第6天时，使用H-C-M@Exo处理的糖尿病小鼠组的伤口闭合率接近70%，明显高于对照组；至第12天，H-C-M@Exo组的伤口愈合率达到95%，显著缩短了愈合时间（图3,4）。
图3 H-C-M@Exo水凝胶加速小鼠糖尿病伤口愈合
图4 H-C-M@Exo水凝胶促进组织再生及胶原沉积和重塑
此外，研究还发现，H-C-M@Exo水凝胶显著促进了局部新生血管的形成及M2型巨噬细胞的极化，这种M2型巨噬细胞的增加有助于减少伤口的炎症反应，加速组织修复与再生。与对照组相比，水凝胶处理组在第7天和第15天时表现出更高的M2型巨噬细胞比例，从而优化了伤口愈合的免疫微环境（图5,6）。
图5 H-C-M@Exo水凝胶促进伤口中的血管生成。
图6 H-C-M@Exo水凝胶促进伤口中M2型巨噬细胞的极化。
参考文献：
Hyaluronic acid Methacryloyl / Chitosan Methacryloyl / 3-Methacrylamidophenylboronic acid multifunctional hydrogel loading Exosome for diabetic wound healing. International Journal of Biological Macromolecules. 2024 Sep 12:135562. doi: 10.1016/j.ijbiomac.2024.135562.
外泌体资讯网 Int. J. Biol. Macromol｜中国科学院广州健康院等在多功能水凝胶控释外泌体加速糖尿病伤口愈合研究中取得进展
