杜克大学护理学院 伤口中心的再生毛囊
毛囊呈泪滴状结构，角蛋白5阳性尖端呈绿色
学分:杜克大学塔蒂亚娜·塞古拉实验室 杜克大学和加州大学洛杉矶分校的研究人员开发了一种生物材料，可以显著减少受伤后的疤痕形成，从而更有效地愈合皮肤
这种新材料在伤口愈合后会迅速降解，表明激活适应性免疫反应可以引发再生性伤口愈合，留下更强壮、更健康的愈合皮肤
这项工作建立在团队先前对水凝胶支架的研究基础上，水凝胶支架创造了一种支持组织生长、加速伤口愈合的结构
在他们的新研究中，研究小组表明，这种水凝胶的修饰版本可以激活再生免疫反应，这可能有助于治愈烧伤、割伤、糖尿病溃疡和其他通常愈合时带有明显疤痕的伤口，这些疤痕更容易再次损伤
这项研究发表在2020年11月9日的《自然材料》杂志上
该论文的第一作者、医学博士/哲学博士玛尼·阿尔尚说:“身体尽快形成疤痕组织，以减少感染的机会，减轻疼痛，并在较大的伤口上，避免水分因蒸发而流失。”
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加州大学洛杉矶分校斯库皮亚和迪·卡尔洛实验室的学生
“这是伤口愈合的自然过程
" 目前可供临床使用的伤口愈合水凝胶位于伤口表面，在那里它们充当敷料并有助于防止伤口干燥
这反过来有助于伤口愈合更快，通常是通过疤痕形成
杜克大学的塔蒂亚娜·塞古拉(Tatiana Segura)和加州大学洛杉矶分校的迪诺·迪·卡尔洛(Dino)领导的研究小组在2015年的《自然材料》(Nature Materials)论文中开发了微孔退火粒子(MAP)水凝胶，这是一种基于微粒的生物材料，可以整合到伤口中，而不是停留在皮肤表面。
磷酸腺苷凝胶中的珠子连接在一起，但留下开放的空间，形成多孔结构，为细胞在伤口部位生长提供支撑
随着伤口愈合，凝胶慢慢溶解，留下愈合的皮肤
虽然多磺酸粘多糖水凝胶允许细胞快速生长和快速修复，但研究小组注意到愈合的皮肤只有有限的复杂结构，如毛囊和皮脂腺
研究小组很好奇他们是否可以改变他们的生物材料来提高愈合皮肤的质量
弗吉尼亚大学的助理教授唐·格里芬是这篇论文的第一作者，也是塞古拉实验室的前博士后研究员，他说:“以前我们看到随着伤口开始愈合，磷酸腺苷凝胶开始失去多孔性，这限制了组织在结构中的生长。”
“我们假设，减缓磷酸腺苷支架的降解速度会阻止毛孔闭合，并在组织生长时为其提供额外的支持，从而提高组织的质量
" 研究小组没有用新材料创造一种全新的凝胶，而是专注于化学连接物，这种化学连接物使得支架可以被身体自然分解
在他们最初的MAP凝胶中，这种化学连接体由取自人体自身结构蛋白的氨基酸序列组成，并以一种称为左旋的化学取向排列
因为这种肽序列和方向在全身是常见的，这有助于凝胶避免引发强烈的免疫反应，但它也能通过天然存在的酶迅速降解
杜克大学生物医学工程教授塞古拉说:“我们的身体已经进化到能够识别和降解这种氨基酸结构，所以我们推测，如果我们把这种结构翻转到它的镜像，也就是右旋手性，身体将更难降解支架。”
“但是当我们把水凝胶放入老鼠的伤口时，更新后的凝胶却起了相反的作用
" 更新的材料整合到伤口中，并在伤口闭合时支撑组织
但是研究小组发现，新的凝胶没有持续更长时间，而是几乎完全从伤口处消失，只留下了一些颗粒
然而，愈合的皮肤变得更强壮，并包含了疤痕中通常不存在的复杂皮肤结构
经过进一步的研究，研究人员发现，尽管寿命不长，但愈合更强的原因是对凝胶的不同免疫反应
皮肤受伤后，身体的先天免疫反应立即被激活，以确保进入身体的任何外来物质都被迅速破坏
如果物质可以逃脱这种第一次免疫反应，身体的适应性免疫反应就开始了，它以更高的特异性识别和定位入侵物质
因为最初的MAP凝胶是用普通的L肽结构制成的，所以产生了温和的先天免疫反应
但是当研究小组将重新配制的凝胶放入伤口时，外来的右旋手性激活了适应性免疫系统，该系统产生抗体并激活包括巨噬细胞在内的细胞，这些细胞在伤口愈合后更快地靶向并清除凝胶
“受伤后有两种免疫反应——破坏性反应和更温和的再生反应，”加州大学洛杉矶分校健康和西洛杉矶弗吉尼亚医学中心皮肤科助理教授斯库皮亚说
“当大多数生物材料被放入体内时，它们被免疫系统隔离，最终被降解或破坏
但是在这项研究中，对凝胶的免疫反应在愈合的组织中诱导了再生反应
" “这项研究向我们表明，激活免疫系统可以用来平衡伤口愈合，从组织破坏和疤痕形成到组织修复和皮肤再生，”塞古拉说
该团队与加州大学欧文分校的再生组织专家马克西姆·普利库斯合作，还证实了关键结构，如毛囊和皮脂腺，在支架上正确形成
当研究小组深入研究这一机制时，他们发现适应性免疫系统的细胞是这种再生反应所必需的
随着研究小组继续研究其凝胶的再生免疫反应，他们也在探索使用新的MAP水凝胶作为免疫调节平台的可能性
斯库皮亚说:“研究小组正在探索从凝胶中释放免疫信号的最佳方法，以诱导皮肤再生或开发水凝胶作为疫苗平台。”
“我对设计能直接与免疫系统相互作用来支持组织再生的材料的可能性感到兴奋，”塞古拉说
“对我们来说，这是一种新方法
"
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