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放射治疗是癌症治疗的主要方式，但会导致皮疹、溃疡等不同程度的皮肤损伤，尚无有效的治疗方法。
2024年12月31日，浙江大学王守界、周民共同通讯在Biomaterials 上在线发表题为“Phycocyanin-based multifunctional microspheres for treatment of infected radiation-induced skin injury”的研究论文。该研究通过使用微流控技术将以藻蓝蛋白为模板的硫化铜纳米颗粒（PC@CuS）封装在藻酸盐（ALG）中，合成了多功能微球（PC@CuS-ALG）。
藻蓝蛋白是一种源自微藻的天然蛋白质，具有清除活性氧、修复辐射引起的皮肤细胞损伤和改善巨噬细胞相关炎症反应的能力。CuS有助于提高光热转换效率并表现出抗菌性能。微球有助于PC@CuS的持续释放，在伤口部位保持水分，并为细胞迁移和生长提供支持环境。在感染性辐射诱导的皮肤损伤小鼠模型中，PC@CuS-ALG表现出抗菌和伤口愈合作用，加速表皮组织再生，增加真皮肉芽组织的厚度和成熟度，并改善炎症反应。该研究为治疗放射性皮肤损伤并发细菌感染提供了一种新颖、有效且安全的方法。
放射治疗是癌症治疗的主要方式之一。据估计，近一半的癌症确诊患者接受放射治疗。然而，离子照射不仅能有效杀死癌细胞，还会对邻近的健康组织造成损害，如照射区域的皮肤。患者在放疗后出现不同程度的皮肤损伤，发病率接近总病例的85%-95%。辐射诱导的皮肤损伤（RISI）与其他常见皮肤损伤的不同之处在于其潜在性、进展性和持久性。与普通原因的溃疡相比，离子照射穿透更深并产生持续的活性氧（ROS）应激，导致全层损伤。过量的ROS积累还会损害免疫细胞（如巨噬细胞）的募集和功能，其中巨噬细胞从促炎M1表型向抗炎M2表型的转变受到抑制。放射部位微血管系统的破坏，加上持续的氧化应激，会延迟放射诱导伤口的愈合过程，这种愈合过程可能会持续数月至数年。长期存在的伤口易受感染，最终可能发展成纤维化甚至继发性皮肤恶性肿瘤。因此，辐射引起的皮肤损伤严重影响癌症患者的生活质量，并带来了巨大的经济和临床负担。遗憾的是，尚未确定治疗辐射性皮肤损伤的有效方法。藻蓝蛋白（PC）是一种源自蓝藻的天然蓝光捕获蛋白，具有与藻蓝蛋白（PCB）结合的α和β亚基组成的独特结构。大量研究表明，PC具有强大的药理活性，尤其是抗炎和抗氧化特性，成为一种天然和安全的食品补充剂。有证据表明，PC介导多种炎症相关通路，包括PI3K/AKT/mTOR信号通路、NF-κB通路和Toll样受体信号通路，均有助于缓解炎症。近期研究表明，PCB与胆红素的结构相似性使PC能够增强血红素加氧酶-1的表达，血红素加氧酶-1是细胞内氧化防御途径的关键调节因子，有助于缓解与辐射诱导损伤相关的炎症和氧化应激。此外，由于其独特的结构，PC可以抑制三磷酸吡啶核苷酸氧化酶，防止过度氧化。总得来说，PC具有优异的抗炎和抗氧化能力，是治疗辐射性皮肤损伤的理想候选者。图1 基于藻蓝蛋白的多功能微球治疗辐射诱导的皮肤损伤感染示意图（摘自Biomaterials ）除氧化应激和长期炎症外，细菌感染还会导致皮肤损伤的愈合延迟。因此，有效结合材料的抗菌和抗炎特性对于促进伤口愈合至关重要。然而，多种细菌菌株已对所有传统抗生素靶点产生耐药机制，促使研究人员探索具有长期和广谱疗效的新型抗菌材料。纳米技术的进步推动了金属纳米材料的发展，如银、金、铜、铁和锰，是对宿主毒性最小的长效杀菌剂。与化学动力学疗法和光热疗法联合使用时，金属纳米颗粒可以有效消除各种微生物菌株，显著降低细菌耐药性发展的风险。铜调节多种细胞因子和生长因子机制，在伤口愈合的所有阶段都必不可少。铜离子还能够以可控剂量促进皮肤再生、血管生成和细胞外基质成分的再储存，从而加速伤口愈合过程。因此，铜基纳米颗粒因其抗菌特性和对皮肤伤口愈合的有益作用而成为伤口敷料材料的潜在选择。伤口敷料是一种重要的伤口护理策略，有助于止血、预防感染和维持有利于愈合的环境。传统的伤口敷料（如干纱布和凡士林等油性材料）存在透气性差、干燥和创伤性清除等局限性。为解决上述问题，已经开发了许多合成和天然材料，如壳聚糖、胶原蛋白和藻酸盐（ALG）。这些材料的水溶胀、多孔三维结构使其能够吸收渗出液，同时在伤口部位保持水分，确保足够的透气系数，加速伤口愈合过程。这些材料的天然微孔结构是生物活性纳米颗粒的有效载体，将这些材料制造成微球结构可以促进生物活性纳米颗粒的受控释放，并为细胞迁移和生长提供更有利的环境。图2 PC@CuS纳米颗粒和PC@CuS-ALG微球的表征（摘自Biomaterials ）该研究开发了一种多功能微球，用于治疗感染性辐射引起的皮肤损伤。来源于微藻的PC与Cu2+和S2−结合形成PC@CuS纳米颗粒。有机PC和无机CuS的整合将赋予纳米颗粒更广泛的功能，从而促进伤口愈合。随后，将PC@CuS纳米颗粒封装在微流控产生的藻酸盐（ALG）中，以制造新型多功能微球伤口敷料，适应各种形状的辐射诱导皮肤损伤。有机PC、无机CuS和ALG微球的协同作用加强了对复杂伤口情况的管理，满足了整个愈合过程中的可变需求，是伤口敷料发展的潜在未来趋势。https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961224005970?via%3Dihub![]()
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