负载成纤维细胞外泌体的水凝胶促进内皮细胞功能恢复和糖尿病创面修复OA

背景:外泌体作为一种细胞间通讯的重要介质在组织修复和再生领域得到了广泛应用。负载外泌体的水凝胶能够显著提高外泌体的稳定性和生物利用度,从而增强治疗效果。目的:探索负载成纤维细胞外泌体的水凝胶对内皮细胞功能恢复和糖尿病模型大鼠创面修复的影响。方法:将分离提取的人皮肤成纤维细胞外泌体加入PF-127水凝胶中,制备负载成纤维细胞外泌体的PF-127水凝胶。(1)细胞实验:将第3代人脐静脉内皮细胞悬液分4组培养:对照组加入5 mmol/L葡萄糖,高糖组加入50 mmol/L葡萄糖,高糖+水凝胶组加入50 mmol/L葡萄糖+PF-127水凝胶,高糖+负载外泌体水凝胶组加入50 mmol/L葡萄糖+负载外泌体的PF-127水凝胶。通过Ed U染色检测细胞增殖,划痕实验、Transwell实验检测细胞迁移能力,管腔形成实验检测细胞血管形成能力,Western Blot检测与透射电镜检测细胞内铁死亡情况。(2)动物实验:将24只SD大鼠随机分4组干预:对照组(n=6)在背部制作1个直径1 cm的皮肤全层缺损创面,不进行任何治疗;糖尿病组(n=6)建立1型糖尿病模型后在背部制作1个直径1 cm的皮肤全层缺损创面,不进行治疗;糖尿病+水凝胶组(n=6)、糖尿病+负载外泌体水凝胶组(n=6)建立1型糖尿病模型后在背部制作1个直径1 cm的皮肤全层缺损创面,分别注射PF-127水凝胶、负载成纤维细胞外泌体的PF-127水凝胶进行治疗,每周给药2次,共给药3周。给药期间观察创面愈合情况。给药结束后取材,分别进行苏木精-伊红染色与CD31免疫组化染色分析。结果与结论:(1)细胞实验:高糖处理可抑制人脐静脉内皮细胞的增殖、迁移和管腔形成能力,诱导细胞铁死亡;负载成纤维细胞外泌体的PF-127水凝胶可显著提高高糖处理下人脐静脉内皮细胞的增殖、迁移和管腔形成能力,抑制细胞铁死亡。(2)动物实验:糖尿病+负载外泌体水凝胶组创面闭合速度快于糖尿病组、糖尿病+水凝胶组。苏木精-伊红染色显示,糖尿病组、糖尿病+水凝胶组创面修复质量较差,糖尿病+负载外泌体水凝胶组创面愈合质量较好,但不及对照组。CD31免疫组化染色显示,糖尿病组、糖尿病+水凝胶组创面血管生成少于对照组、糖尿病+负载外泌体水凝胶组。(3)结果表明:负载成纤维细胞外泌体的PF-127水凝胶通过抑制铁死亡、促进内皮细胞功能恢复加速糖尿病模型大鼠的创面修复。