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Small|赵春华团队开发出DNA复合材料增强间充质干细胞皮肤损伤修复作用
作者: 时间:2024-05-06 微信分享:
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      2024年3月5日,中国医学科学院基础医学研究所赵春华团队联合国家纳米科学中心丁宝全团队在Small《小的》杂志发表了“Self-assembled DNA composite-engineered mesenchymal stem cells for improved skin-wound repair(自组装DNA复合材料工程化间充质干细胞促进皮肤损伤修复)”的论文。研究采用滚环扩增(RCA)技术,构建了微米尺寸的DNA复合材料,解决间充质干细胞(MSCs)在创面愈合模型中存活时间短,植入困难的问题。
      MSCs具有减轻炎症反应、促进血管重建,加速再上皮化及创面收缩等作用,为大面积皮肤损伤以及难愈合创面的修复带来了新希望。然而损伤部位炎性反应增加、氧化应激等病理条件不利于MSCs的存活和植入,是制约MSCs移植疗效的主要瓶颈。DNA材料具有天然的活性氧自由基(ROS)清除能力,同时具有生物相容性好,易于合成和多功能修饰等特性,与MSCs联合使用时有望在损伤部位为MSCs提供保护和支持。
      本研究利用phi29 DNA聚合酶在dNTP存在下进行RCA反应,产生富含重复序列的单链DNA分子,自组装为微米级的DNA花型复合物(DNF)。随后通过分子杂交搭载两种功能基团:抗血管性血友病因子(vWF)适配体和环状Arg-Gly-Asp(cRGD)肽,形成DNA复合物vR-DNF。vR-DNF可以结合MSCs表面的受体,高效清除ROS,不仅增强MSCs对血管内皮细胞的识别和粘附,还可以提高MSCs活力和抗失巢凋亡的能力,促进MSCs分泌修复因子。在全层皮肤切除愈合模型的BALB/c-nu小鼠中和自发性2型糖尿病db/db小鼠中,单次局部给予vR-DNF-MSCs,明显加快损伤部位的血管新生、再上皮化以及伤口愈合。(见附图)

        值得一提的是,该DNA复合材料在4℃储存6个月后,仍呈单分散状态,具有良好的稳定性。另一创新特色是,仅需与MSCs在37℃短暂孵育,即可实现在皮肤创面发挥治疗作用,并具有较好的安全性。该研究表明利用DNA生物材料对干细胞进行工程化修饰,是改善干细胞组织损伤修复和创面愈合功能的有效策略。
      该研究得到了中国医学科学院医学与健康科技创新工程(2022-I2M-1-012)等项目的资助。中国医学科学院基础医学研究所李静助理研究员、赵春华研究员与国家纳米科学中心蒋乔研究员和丁宝全研究员为论文共同通讯作者,基础所研究生李卓婷与王一鸣、国家纳米中心王洪博士后为论文的共同第一作者。
原文链接:https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38441385/