基于CGRP缓释水凝胶调控M2巨噬细胞极化促进糖尿病创面修复的机制研究

《Acta Biomaterialia》：A calcitonin gene-related peptide co-crosslinked hydrogel promotes diabetic wound healing by regulating M2 macrophage polarization and angiogenesis

针对糖尿病创面(DBW)愈合延迟的临床难题，南京医科大学团队创新性开发了负载降钙素基因相关肽(CGRP)的明胶甲基丙烯酰(GelMA-CGRP)水凝胶。研究发现CGRP通过抑制p53信号通路促进M2巨噬细胞极化，同时增强内皮细胞功能，显著加速创面愈合。该研究为糖尿病创面治疗提供了新型神经-免疫调控策略，相关成果发表于《Acta Biomaterialia》。

　　

糖尿病创面愈合延迟是糖尿病最严重的并发症之一，其典型特征包括外周感觉神经病变和异常炎症反应。据统计，约20%-33%的糖尿病患者会出现创面愈合延迟，其中20%最终面临截肢或死亡风险。尽管现有治疗方法不断改进，但复杂的神经病变和血管改变导致的高截肢率仍是临床面临的重大挑战。在这一背景下，南京医科大学的研究团队聚焦于感觉神经分泌的关键神经肽——降钙素基因相关肽(CGRP)，系统研究了其在糖尿病创面愈合中的作用机制，并创新性地开发了具有缓释功能的GelMA-CGRP水凝胶敷料，相关研究成果发表在材料学权威期刊《Acta Biomaterialia》。

研究采用多组学技术结合动物模型验证的研究策略。通过建立2型糖尿病小鼠创面模型，采用免疫荧光、ELISA和Western blot等技术检测神经肽表达；利用CGRP基因敲除(CGRP-KO)小鼠解析表型变化；通过RNA测序(RNA-seq)筛选关键信号通路；最后开发光交联GelMA-CGRP水凝胶并进行体内外功能验证。实验涉及流式细胞术检测巨噬细胞亚群、Transwell共培养系统、内皮细胞迁移实验等关键技术。

3.1节研究首先发现糖尿病创面中感觉神经标志物TRPV1和神经肽CGRP表达显著降低。与正常创面中CGRP在愈合第6天达峰不同，糖尿病创面各时间点CGRP水平均显著降低，临床样本也验证了这一现象。3.2节通过CGRP-KO小鼠模型证实，CGRP缺失会延长愈合时间、减少胶原沉积、降低CD31和α-SMA表达，提示其对角质形成细胞增殖和血管生成的关键调控作用。

3.3节深入解析了免疫调控机制，发现CGRP⁺神经周围存在巨噬细胞富集现象。CGRP缺失导致创面CD11b⁺CD206⁺ M2型巨噬细胞比例降低，而CD11b⁺iNOS⁺ M1型比例升高，伴随促炎因子(IL-1β、TNF-α)升高和抗炎因子(IL-10、TGF-β)降低。3.4节通过DRG-巨噬细胞共培养实验证实，高糖环境会抑制CGRP诱导的M2极化，100nM CGRP处理可最优促进CD206表达。

3.5节通过RNA-seq发现p53信号通路显著富集。机制研究表明CGRP通过促进p53蛋白泛素化降解，抑制MDM2/p53/p21通路激活，从而促进M2极化。3.6节证实CGRP还可直接促进内皮细胞(HUVECs)增殖迁移和VEGFA分泌。3.7节开发的GelMA-CGRP水凝胶具有多孔结构、可控降解(14天释放率达80%)和良好生物相容性，其DPPH自由基清除率显著提高，对大肠杆菌抑菌率达70%。

3.8节动物实验显示，GelMA-CGRP处理使糖尿病创面愈合时间缩短30%，上皮厚度增加2.1倍，胶原排列更有序。分子水平上Pecam1、Vegfa等血管生成标志物表达显著上调，CD31⁺微血管密度提高3倍。

讨论部分指出，该研究首次系统阐明了CGRP通过"神经-免疫-血管"多维调控网络促进糖尿病创面愈合的机制：一方面通过抑制p53通路促进巨噬细胞向M2型转化，改善炎症微环境；另一方面直接激活内皮细胞功能。创新性设计的GelMA-CGRP缓释系统解决了神经肽半衰期短的技术瓶颈，其抗氧化和抗菌性能更适应糖尿病创面特殊微环境。与既往研究相比，该工作不仅揭示了p53通路在神经免疫调控中的新作用，还为临床转化提供了可局部应用的智能敷料。未来研究可进一步探索CGRP与其他神经肽的协同效应，以及其对成纤维细胞等靶细胞的调控作用。