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烧伤是全球健康难题，严重影响患者生存。研究人员开展 “一种具有生物指导和生物活性的原位可聚合伤口基质促进无瘢痕烧伤创面修复” 的研究。结果显示 PEGScarX 可加速创面愈合、减少瘢痕形成。这为降低烧伤患者病死率和减少病理性瘢痕提供可能。
烧伤，这个看似熟悉却又极具破坏力的伤痛，正成为全球健康领域的一大难题。每年，美国有超 45 万例严重烧伤病例，治疗费用高达 15 亿美元，再加上因误工造成的 50 亿美元损失，数字触目惊心；而世界卫生组织的数据显示，全球每年约 1100 万起烧伤事故，其中 18 万例是致命的。烧伤不仅会破坏皮肤的结构和功能完整性，增加细菌感染风险，引发全身炎症反应综合征，还会导致体液、电解质和蛋白质流失，加重身体代谢负担，甚至引发败血症、多器官衰竭（MOF），危及生命。对于浅度烧伤患者来说，伤口还能自发愈合；但深度烧伤却远远超出了人体自身皮肤再生的能力，往往会导致伤口难以愈合，即便愈合也会留下不理想的瘢痕，严重影响患者生活质量。
在这样的背景下，加拿大麦克马斯特大学（McMaster University）等机构的研究人员积极探索，开展了关于 “一种具有生物指导和生物活性的原位可聚合伤口基质促进无瘢痕烧伤创面修复” 的研究，相关成果发表在《iScience》杂志上。他们研发的 PEGScarX 这种创新的伤口基质系统，为烧伤治疗带来了新的希望。该研究意义重大，有望降低烧伤患者因伤口再生不足导致的发病率和死亡率，减少病理性瘢痕的出现。
研究人员在开展此项研究时，运用了多种关键技术方法。首先是动物实验模型，他们选用雌性约克夏猪构建猪热损伤模型，模拟真实的烧伤情况。其次，采用组织学和免疫组化分析技术，通过对伤口组织进行染色和检测，观察伤口愈合过程中的组织形态变化、胶原沉积情况以及相关蛋白的表达。再者，利用单细胞 RNA 测序（snRNA-seq）技术，深入分析不同处理组伤口细胞的基因表达差异，探究伤口愈合的分子机制。
下面来具体看看研究结果：
- PEGScarX 的合成与性能：通过在丙烯酸酯聚乙二醇（PEG）侧链之间共价结合可被基质金属蛋白酶降解的肽，将 10% w/v 的 PEG 大分子单体与巯基化透明质酸（thiol - HA）、巯基化明胶（thiol - gelatin）和原弹性蛋白按等比例混合，能在不到 1 分钟的时间内于烧伤创面上原位聚合形成 PEGScarX 伤口基质。流变学分析表明，PEGScarX 在应变达到 20 - 30% 后会失去固体行为并发生屈服；它可被胶原酶降解，降解速率为 41.66 ± 16.99 mg/h；在盐溶液中的重量相比干重增加 15.4 ± 2.06 倍。
- 细胞相容性与细胞行为影响：将间充质干细胞（MSCs）嵌入 PEGScarX 基质后，细胞呈纺锤形，3 天后细胞活力良好，无缺氧死亡中心。培养 21 天后，细胞能正常黏附、铺展，且 PEGScarX 有利于 MSCs 沉积胶原蛋白家族和层粘连蛋白家族等细胞外基质（ECM）蛋白。
- 对细胞因子和生长因子表达的调节：对比单层培养的 MSCs，PEGScarX 嵌入的 MSCs 在促炎细胞因子白细胞介素（IL）-1α、肿瘤坏死因子 α（TNF - α）、IL - 6、IL - 12（p70），趋化因子如单核细胞趋化蛋白 1（MCP - 1）等的分泌上，无显著差异；免疫调节因子 IL - 15、IL - 22 分泌减少；血小板衍生生长因子（PDGF）仅在 PEGScarX 嵌入细胞中分泌，成纤维细胞生长因子（FGF）在 PEGScarX 中的浓度显著高于对照组。
- 细胞介导的基质收缩与降解：将正常人真皮成纤维细胞嵌入 PEGScarX 后，体外实验显示 PEGScarX 无论有无细胞都不会发生收缩。随着时间推移，细胞分泌的基质金属蛋白酶（MMPs）会使 PEGScarX 降解，面积增大，且细胞不会死亡，能持续增殖并保持纺锤形形态。
- 体内伤口愈合效果：在猪热损伤模型中，PEGScarX 处理的伤口愈合速度比商业真皮再生基质（DRM）更快。伤后 4 天，PEGScarX 处理的伤口出现粗颗粒肉芽组织；13 天时，其上皮化面积百分比高于对照组和 DRM 组；40 天后，伤口的组织学特征更优，有更多成熟的胶原纤维、更高的 I 型胶原百分比和胶原密度。
- 减少瘢痕形成：PEGScarX 处理的伤口温哥华瘢痕评分显著低于对照组和 DRM 组，α - 平滑肌肌动蛋白（α - SMA）免疫组化染色显示其收缩程度更低，抗瘢痕介质转化生长因子 β3（TGFβ3）水平更高，伤口重塑蛋白酶和结构蛋白的基因表达也存在差异。
- 促进血管生成与减轻炎症：免疫组化染色表明，PEGScarX 处理的伤口血管密度更高，血管内皮生长因子（VEGF）水平显著高于对照组和 DRM 组，免疫细胞标记物 CD11b 的表达最低，基因表达分析也证实其促血管生成标记物和 IL - 6 表达增加。
- 单细胞 RNA 测序分析：snRNA - seq 分析发现，PEGScarX 处理的伤口中，成纤维细胞、表皮干细胞和血管细胞的比例最高；与对照组相比，炎症相关信号通路在 PEGScarX 处理的伤口中显著下调；与 DRM 组相比，整合素、TGF - β 等信号通路显著上调。进一步分析成纤维细胞亚群发现，PEGScarX 抑制了间充质成纤维细胞向促纤维化表型的分化，同时表皮干细胞中 HES1 表达增强。
- 对免疫细胞的影响：免疫细胞亚群分析显示，PEGScarX 处理的伤口中，补体级联相关基因 C1Qb 和分泌型白细胞蛋白酶抑制剂（SLPI）表达增加，趋化因子 CCL2 和 CCR5 高表达，MRC1/CD206 在 PEGScarX 组与 DRM 组相比有显著差异，表明伤口中的巨噬细胞向交替活化状态转变。
综合研究结果和讨论部分，PEGScarX 这种新型伤口基质展现出了强大的促进烧伤创面愈合、减少瘢痕形成的能力。它通过模拟细胞外基质的功能，为细胞提供了良好的生存和增殖环境，调节细胞因子和生长因子的表达，促进血管生成，抑制炎症反应，调节免疫细胞功能，最终实现了更理想的伤口愈合效果。这一研究成果为烧伤治疗领域开辟了新的方向，为未来开发更有效的烧伤治疗方法提供了重要的理论依据和实践参考，有望切实改善烧伤患者的预后和生活质量。
