吉大李道伟课题组《Adv. Healthc. Mater.》：通过纳米仿生系统阐明一种病理性矿化调控炎症的内在机制

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背景介绍

病理性矿化以磷酸钙盐的沉积为特征，几乎在所有的结缔组织中都可以发生。病理性矿化常发生在炎症状态下，会影响一系列疾病的预后，例如动脉粥样硬化和癌症。一般来说，持续的炎症反应被看作是软组织发生病理性矿化的关键因素。异常的矿化是一个受到钙磷酸盐、蛋白质、脂质、局部浸润细胞等多种因素调控和影响的动态过程。然而，这些因素的具体功能尚不清楚。目前，尚未有研究报道病理性矿化对炎症的具体影响。此外，目前仍然缺乏良好的活体模型来研究矿化对炎症的作用。

成果简介

近日，吉林大学口腔医院李道伟副教授课题组报道了一种纳米仿生系统，用于研究病理性矿化和炎症之间的关系。该系统是由PLGA（聚乳酸-羟基乙酸共聚物），HA（羟磷灰石），和Gelatin（明胶）静电纺丝纳米纤维组成，分别用来模拟病理性矿化微环境中的高脂环境，钙离子，和基质蛋白。PLGA可模拟脂质，诱发局部炎症，促进局部点状矿化的形成，但可阻止钙离子的渗透。明胶可以模拟基质蛋白，促进钙离子的渗透与成核，以及晶体的成熟。我们的结果表明，炎症应答会在矿化的过程中不断降低。当成熟的矿化形成时，炎症几乎完全消失。从机制上来说，病理性矿化的形成是由基质蛋白、局部高浓度的钙离子和细胞碎片成分所介导的，还会受到巨噬细胞分泌的溶酶体/质膜组分的主动调节。这些炎症诱导因子(钙、细胞碎片等)可以通过矿化过程被“掩埋”，导致免疫应答的下降。相关成果以标题为Unraveling an Innate Mechanism of Pathological Mineralization-Regulated Inflammation by a Nanobiomimetic System发表在材料学领域期刊《Advanced Healthcare Materials》上。论文第一作者为吉林大学口腔医学院王东阳博士，通讯作者为吉林大学口腔医院李道伟副教授，吉林大学第一医院张媛，和中国科学院长春应用化学研究所助理研究员王欢博士。

图文导读

图1：PLGA/HA/Gelatin静电纺丝纳米纤维的设计及其用于研究病理性矿化和炎症之间的关系。

图2：纳米纤维支架介导的局部炎症。

图3：共聚焦拉曼光谱分析局部矿化过程。

图4：纳米纤维支架的体内免疫反应。

图5：免疫组化研究。

总结：这项研究表明病理性矿化是炎症消退的内在机制之一，其通过“掩埋”局部的炎症诱导因子来降低炎症应答，为了解矿化对炎症的作用提供了有价值的见解。

参考文献：Unraveling An Innate Mechanism of Pathological Mineralization-Regulated Inflammation By A Nanobiomimetic System. Adv. Healthcare Mater. 2021, DOI: 10.1002/adhm.202101586

相关链接

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/adhm.202101586

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