華中大楊光教授團隊CEJ：高取向的細菌纖維素/明膠復合薄膜耦合電場協同誘導細胞定向遷移應用于傷口愈合
2021年6月華中科技大學生命學院楊光教授團隊在權威期刊《Chemical Engineering Journal》上發表了題為 “Synergistic effect of highly aligned bacterial cellulose/gelatin membranes and electrical stimulation on directional cell migration for accelerated wound healing” 的研究論文。
定向細胞遷移在傷口愈合中起關鍵作用。然而傳統治療傷口愈合的方法很少達到主動調節細胞遷移以促進傷口愈合的效果。有序的拓撲結構和電場（EF）因其可以調節細胞活動并促進傷口愈合而備受關注。此項研究構建了一個新的傷口修復體系——將拉伸取向的細菌纖維素（BC）/明膠（gelatin）薄膜與EF耦合以誘導細胞定向遷移來促進傷口愈合（圖1）。該BC/gelatin薄膜具有高度取向的纖維結構，很強的機械性能，良好的熱穩定性，透光率，可折疊性，表面粗糙度和生物相容性。特別地，拉伸40%的BC/gelatin薄膜在體外能夠促進NIH3T3細胞的粘附，定向排列和遷移；在體內大鼠全層皮膚缺損模型中，拉伸40％的BC/gelatin薄膜比商業TegadermTM膜能實現更快促進傷口愈合的效果。進一步施加EF（150 mV/mm）后，結果表明拉伸40%的BC/gelatin薄膜可協同EF共同誘導NIH3T3細胞的遷移，并通過加速傷口閉合，肉芽組織厚度增加，膠原蛋白沉積，血管生成以及上調α-SMA，AKT和ERK的表達來促進傷口愈合。綜上，40%拉伸的BC/gelatin薄膜耦合EF為促進傷口修復提供了有效地協同治療策略，在治療臨床難愈傷口中具有潛在地應用前景。
圖1 高取向BC/gelatin薄膜耦合電場協同作用促進細胞遷移應用于傷口愈合示意圖
該論文的第一作者為華中科技大學生命科學與技術學院博士生王蠡和博士生毛琳，華中科技大學生命科學與技術學院楊光教授和石志軍博士為通訊作者，華中科技大學為第一作者單位。研究工作得到獲得國家自然科學基金項目（21774039，51973076）、國家重點研發計劃“政府間國際科技創新合作/港澳臺科技創新合作”重點專項 （金磚國家） (2018YFE0123700)等資助。
論文鏈接：
https://doi.org/10.1016/j.cej.2021.130563
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