国科大温州研究院邓俊杰研究员课题组 AHM：富血小板裂解物血浆基大孔凝胶支架长期招募内源性M2型巨噬细胞促关节软骨缺损修复

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随着我国人口老龄化的日益严重，关节炎引起的关节软骨缺损成为临床常见的疾病。软骨损伤后，大量单核/巨噬细胞浸润到邻近滑膜，进而转化为促炎M1型巨噬细胞分泌炎性因子，诱导形成长期的炎症和持续的软骨细胞凋亡，导致软骨缺损无法修复。目前临床治疗主要通过抗炎药物，但难以实现长期的抗炎调节以及促组织修复。因此，本文作者通过冷冻凝胶法制备了一种富含血小板裂解液血浆的大孔水凝胶(PLPMH)支架，其内部孔径约为100 µm，杨氏模量约为1.25 MPa与天然软骨组织接近。PLPMH支架可通过逐步降解持续释放鞘氨醇1-磷酸和蛋白质等活性分子，从而诱导抗炎M2型巨噬细胞和未活化M0型巨噬细胞迁移，同时促使巨噬细胞表型从M0型向M2型极化，并增强其分泌抗炎细胞因子。体内实验进一步表明PLPMH支架可招募大量内源性M2型巨噬细胞，在第8天可达到0.72×10⁶个，甚至持续到42天仍有0.16×10⁶个M2型巨噬细胞浸润入PLPMH。在兔软骨缺损模型中，自体血液来源的PLPMH支架增加了滑膜M2型巨噬细胞的比例，从而促进软骨组织再生。以上研究表明PLPMH支架能够原位诱导内源性M2型巨噬细胞浸润调控生成抗炎微环境，对于骨关节炎软骨缺损及长期炎症相关的组织损伤治疗具有巨大的临床应用价值。
       

图 1. PLPMH支架的制备及其释放活性因子来招募内源性M0型和M2型巨噬细胞及干细胞促进软骨缺损修复的示意图。

图 2. PLPMH支架物理性能表征。（a）PLPMH-100支架的光学照片；PLMPH-100支架（b）和PLPMH-50支架（c）扫描电镜图像；（d）PLPMH-100支架三维荧光共聚焦显微图像；PLPMH-100支架（e）和PLPMH-50支架（f）的共聚焦显微图像，虚线方框的插图是放大后的图像，PLPMH支架用罗丹明B-牛血清白蛋白标记（红色）；（g）压缩状态下PLPMH支架的杨氏模量；（h）37 ºC，PBS中PLPMH支架的降解率；PLPMH支架的溶胀率（i）和PLPMH孔隙连通性（j）。PLPMH-50：PLPMH孔径大小约为50 µm的支架；PLPMH-100：PLPMH孔径约100 µm的支架。数据为平均值±标准差（n = 3，*p<0.05，^**p<0.01，^***p<0.005）。图3. 体内PLPMH-100和Alg-MA支架中浸润的免疫细胞。（a）在C57BL/6J小鼠背部注射PLPMH-100第4、8和21天后，支架和周围皮肤组织的H&E染色，PLPMH-100支架位于白点线的右侧；（b）皮下注射凝胶后第4、8、21和42天，PLPMH-100和Alg-MA支架中的细胞总数；PLPMH-100和Alg-MA支架中CD11c⁺F4/80^-树突状细胞、Ly6G⁺中性粒细胞和F4/80⁺巨噬细胞的百分比（c）和数量（d）。数据为平均值±标准差（n=6，^*p<0.05，^**p<0.01）。图 4. 体内PLPMH-100和Alg-MA支架中浸润的M1和M2巨噬细胞。（a）PLPMH-100和Alg-MA支架中F4/80⁺CD206⁺MHCII^-（M2）巨噬细胞和F4/80⁺CD206^-MHCII⁺（M1）巨噬细胞流式圈门策略图；PLPMH-100和Alg-MA支架中F4/80⁺CD206^-MHCII⁺（M1）巨噬细胞和F4/80⁺CD206⁺MHCII^-（M2）巨噬细胞的百分比（b）和数量（c）。数据为平均值±标准差（n=6，^*p<0.05，^**p<0.01）。图5. 体内PLPMH-100和Alg-MA支架对软骨再生的影响。（a）治疗后6周和12周关节软骨的光学图；（b）第6周和第12周后进行的ICRS评估定量分析；（c）治疗12周后，不同处理组软骨损伤处切片的H&E染色、番红-O染色和免疫组化COLII染色图；（d）治疗6周后，不同处理组的软骨组织内浸润的巨噬细胞分型的免疫染色图像，（M1-绿色CD68和M2-红色CD163），比例尺=100 μm；（e）CD68 和 CD163 免疫荧光定量分析及CD163/CD68比值。 数据为平均值±标准差 （n = 6, ^*p < 0.05, ^**p < 0.01）。

该工作以Long-Term Recruitment of Endogenous M2 Macrophages by Platelet Lysate-Rich Plasma Macroporous Hydrogel Scaffold for Articular Cartilage Defect Repair为题发表在《Advanced Healthcare Materials》上。

原文链接：

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1002/adhm.202101661

通讯作者简介：
邓俊杰，中国科学院大学温州研究院课题组组长与温州医科大学附属第一医院双聘教授，浙江省杰出青年基金获得者，浙江省钱江人才、眼科生物材料与医疗器械分会委员。主要研究方向围绕以生命体组织和细胞为来源开发可调控免疫细胞的生物材料，探索其在组织再生、异体移植和肿瘤免疫治疗方面的应用及临床转化。共累积在Advanced Drug Delivery Reviews, Biomaterials和Nano letters等国际期刊上发表论文近四十篇篇，撰写Royal Society of Chemistry出版英文专著一部，获得授权中国专利四项。近三年，共主持国家自然科学基金面上项目、浙江省杰出青年基金和研究院重大专项基金等共十几项科研项目。担任SCI杂志IET Nanobiotechnology副主编，及ACSNano、Chemical engineering journal和Carbohydrate polymer等多种国际期刊的审稿人。

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