大家好，今天跟大家分享一篇2024年4月9日发表在Nature Communi cations的文章，题目为“Exosome-coated oxygen nanobub ble-laden hydrogel augments intracellular delivery of exosomes for enhanced wound healing” 在这项工作中，作者利用脂肪来源的干细胞（ADSC）衍生的外泌体包被的基于 BSA 的氧纳米气泡（EBO）嵌入在自修复水凝胶基质中作为多功能伤口敷料，该系统表现出氧释放特性并促进外泌体的细胞内递送。
01
研究背景
伤口愈合是一个明显的临床问题，血管生成不足、炎症和慢性缺氧可能会阻碍伤口愈合。虽然来自脂肪组织来源的干细胞的外泌体已显示出通过携带治疗性生长因子和 microRNA 加速愈合的前景，但由于活化的缺氧诱导的内吞循环，缺氧组织中的细胞内货物递送受到影响。
为了应对这一挑战，我们开发了一种策略，用外泌体包被氧纳米气泡，并将它们掺入聚乙烯醇/明胶杂化水凝胶中。这种方法不仅可以缓解伤口缺氧，而且还提供了一种在缺氧条件下递送外泌体包被的纳米颗粒的有效方法。
水凝胶的自愈特性及其成分明胶有助于止血，而其交联键则促进过氧化氢分解，从而改善伤口炎症。在这里，我们展示了这种多功能水凝胶在雄性大鼠全层伤口模型中增强愈合、促进血管生成、促进外泌体递送、减轻缺氧和抑制炎症的潜力。
见图一
EBO-Gel 介导的伤口愈合示意图。
图一
a EBO-Gel 的交联机制和结构。
b 通过止血编程增强伤口愈合，促进 EBO-Gel 提供的外泌体输送、氧气供应、血管生成和抗氧化特性。PVA 聚乙烯醇、GA 明胶、EBO ADSC 衍生的外泌体包被的基于 BSA 的氧纳米气泡、EBO-Gel EBO 纳米颗粒包埋的水凝胶。
见图二
EBO 的合成和表征。
图二
a ONB 和 EBO 的准备示意图。
b 外泌体的浓度分布和散射图像（背景）。ONB 和 EBO 的直径分布 （c） 和 zeta 电位值 （d）（\（n\） = 3 个独立样品）。（i） 外泌体的 e TEM 图像;（ii） ONB;（iii） EBO。比例尺：50 nm。孵育 6 小时后，f （i） EBO 摄取和 （ii） HDF-a 细胞中 EBO（绿色）内化的正交视图的 Z 堆栈切片。比例尺：10 μm。g 早期褐变强度 （A294） 和延迟 （A420） MRP （\（n\） = 3 个独立样本）。h BSA 和 ONB 的红外光谱。粉红色区域表示群振动（左）和葡聚糖（右）的频谱区域。（i） 不同配方的 SDS-PAGE。泳道：1. 天然 BSA;2. BSA 和硫酸葡聚糖的混合物;3. 超声 BSA;4. 壳;5. ONB;6. 外泌体;7. EBO。数据以 SD ±平均值 （b， d， g） 表示。通过双向方差分析和 Dunnett 多重比较 （g） 进行统计分析。代表性图像来自两个具有相似结果的独立实验 （e， f， i）。源数据作为 源数据 文件提供。BSA 牛血清白蛋白、ONB 氧纳米气泡、外显脂肪来源的干细胞 （ADSC） 衍生的外泌体、EBO ADSC 来源的外泌体包被的 BSA 基氧纳米气泡、Dex 葡聚糖硫酸盐、BSA 和葡聚糖硫酸盐的混合物。
见图三
EBO-Gel 的表征。
图三
a EBO-Gel 的形成。
b EBO-Gel 通过注射器的可注射性。
c EBO-Gel 的形状重塑和适应性。
d EBO-Gel 随时间推移的宏观自愈特性。比例尺（在 2 个ND行）：2 mm。
e 循环切割和重新组装过程后 EBO-Gel 的储能模量 （\（{G{{\hbox{'}}}}\）） 和损耗模量 （\（{G{{\hbox{'}}}{{\hbox{'}}}}\））。
f 不同基材上的粘合能力。
g 对具有不同弯曲角度的手指的粘附力。
h Blank-Gel 和 EBO-Gel 的线性粘弹性流变学表征。从蓝色区域到黄色区域的过渡表示凝胶化过程中从液体状行为转变为固体状行为。
i Blank-Gel 和 EBO-Gel 的 SEM 图像。红色区域表示放大的区域。比例尺分别显示在每张图像上。
j 粘附于大鼠器官（从左到右：心脏、肝脏、脾脏、肺和肾脏）。
EBO-Gel 的供氧和抗氧化特性。k 粘附于不同物种（从左到右：大鼠、猪、小鼠和人类）的皮肤组织。数据以平均值± SD （h） 表示。代表性图像来自两个结果相似的独立实验 （i）。源数据作为 源数据 文件提供。PVA 聚乙烯醇、GA 明胶、无纳米颗粒的空白凝胶水凝胶支架、EBO-Gel EBO 纳米颗粒包埋水凝胶。
见图四
EBO-Gel 的供氧和抗氧化特性。
图四
a EBO-Gel 提供的氧气供应和抗炎机制图示。
b 10 小时内监测氧释放曲线。
c 不同治疗的细胞内缺氧条件。比例尺：50 μm。
d H2O2EBO-Gel 的消耗容量 （\（n\） = 3 个独立样品）。
e HDF-a 细胞中的 ROS/SOD 检测。比例尺：100 μm。
f ROS/SOD 荧光的定量（\（n\） = 3 个生物学独立样品）。
g H 的评价2用 Blank-Gel、ONB-Gel、Exo-Gel 和 EBO-Gel 处理后的 DCFDA 信号。数据以 SD ±平均值 （d， f） 表示。通过单因素方差分析和 Tukey 多重比较 （f） 进行统计分析。代表性图像来自三个具有相似结果的独立实验 （c， e）。源数据作为 源数据 文件提供。外显脂肪来源的干细胞 （ADSC） 衍生的外泌体，ONB 氧纳米气泡，NT 无处理，无纳米颗粒的 Blank-Gel 水凝胶支架，Exo-Gel 脂肪来源的干细胞 （ADSC） 衍生的外泌体包埋的水凝胶，ONB-Gel 氧纳米气泡包埋的水凝胶，EBO-Gel EBO 纳米颗粒包埋的水凝胶。
见图五
增强的细胞内外泌体递送。
图五
a 不同处理下 CFSE-Exo 和 Lamp2 的代表性免疫荧光图像。比例尺：10 μm。
b 不同处理的荧光强度和共定位效率 （\（n\） = 3 个生物独立样品）。
c 外泌体回收评估程序的图示。
d 培养基中外泌体回收的定量（\（n\） = 3 个生物独立样品）。数据以 SD ±平均值 （b， d） 表示。通过单因素方差分析与 Tukey 多重比较 （b） 或双向方差分析与 Dunnett 多重比较 （d） 进行统计分析。代表性图像来自两个结果相似的独立实验 （a）。源数据作为 源数据 文件提供。EBO-Gel EBO 纳米颗粒包埋水凝胶。
见图六
生物相容性和止血特性评估。
图六
a HDF-a 细胞与不同浓度的 Exo-Gel、ONB-Gel 和 EBO-Gel 一起孵育的细胞活力（\（n\） = 5 个生物学独立样品）。
b 通过溶血试验评估血液相容性（\（n\） = 3 个生物学独立样本）。插入的图像：+：阳性对照 （Triton）;1：空白凝胶;2：Exo-Gel;3：ONB-Gel;4：EBO-凝胶。
c 止血能力的机制：（i） EBO-Gel 的重塑、粘合和自愈特性提供的栓塞止血;（ii） GA 提供的活化血小板介导的止血。
d EBO-Gel 的体外促凝作用。
e 大鼠肝出血模型止血评估的插图（左）和数码照片（右）。
f 在 e 中定量失血（\（n\） = 3 个生物学独立实验）。数据以 SD ±平均值表示 （a， b， f）。通过双因素方差分析与 Dunnett 多重比较 （a） 或双尾学生 \（t\） 检验 （f） 进行统计分析。代表性图像来自具有相似结果的三个独立实验 （b， d， e）。源数据作为 源数据 文件提供。GA 明胶、Exo-Gel 脂肪来源的干细胞 （ADSC） 衍生的外泌体包埋水凝胶、ONB-Gel 氧纳米气泡包埋的水凝胶、EBO-Gel EBO 纳米颗粒包埋的水凝胶。
02
研究结论
总之，我们的研究最终开发了一种杂交水凝胶，该水凝胶在止血、抗炎、缓解缺氧和增强外泌体递送方面具有显着的能力，当应用于全层伤口时，显示出加速的愈合速度并显着提高愈合质量。值得注意的是，EBO-Gel 还可能用于糖尿病慢性伤口治疗，利用其供氧能力、抗氧化特性、促进细胞迁移和增强血管形成。未来的研究可以针对其他缺血性疾病，包括慢性伤口和潜在的癌症。
好了，今天的文献解读就到这儿来，我们下期再见！如果你正在开展临床研究.需要方案设计.数据管理. 数据分析等支持.也随时可以联系我们。