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朱玮儒
北京和颜一美医疗美容医院主治医生
烫伤一直是全球严重的公共卫生问题，深度烫伤（即全层烫伤）尤其如此，可能导致严重畸形、残疾甚至死亡。在烫伤愈合过程中，过度的炎症反应是一个重要的延迟愈合因素，甚至可能危及生命。其中，肿瘤坏死因子α（TNF-α）作为关键促炎因子，通过与肿瘤坏死因子受体1（TNF-R1）相互作用，激活NF-κB通路，导致过度炎症和不良预后。既往研究揭示了TNF-α在烫伤愈合中的复杂作用，其过量表达与不良预后密切相关。因此，针对TNF-α及其信号通路的调控，可能促进伤口愈合，为烫伤治疗提供了新的研究方向。![]()
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基于上述研究现状，中山大学药学院（深圳）教授团队通过遗传生物工程技术，在细胞膜表面衍生纳米囊泡（NVs）上修饰TNF-R1，旨在通过TNF-R1 NVs竞争性地拮抗TNF-α，减轻烫伤后的炎症反应，促进伤口愈合。相关研究报道以“TNF-R1 Cellular Nanovesicles Loaded on the Thermosensitive F-127 Hydrogel Enhance the Repair of Scalded Skin”为题，发表在ACS Biomaterials Science & Engineering上。
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(B) TNF-R1 HEK293T细胞与TNF-α孵育后的共聚焦显微镜图像(C) 流式细胞仪检测TNF-R1HEK293T细胞与TNF-α的特异性结合(D) TNF-R1在TNF-R1HEK293T细胞和HEK293T细胞中的mRNA表达水平(E) TNF-R1蛋白在TNF-R1HEK293T细胞和HEK293T细胞中的表达(I) 共聚焦显微镜拍摄的HEK293T细胞膜稳定表达GFP-TNF-R1的图像Figure 1详细展示了TNF-R1纳米囊泡（TNF-R1NVs）的特性和功能。首先，通过生物工程技术，成功在HEK293T细胞膜表面稳定表达了TNF-R1（肿瘤坏死因子受体1），并通过流式细胞仪、共聚焦显微镜等多种技术验证了TNF-R1NVs与TNF-α（肿瘤坏死因子α）的特异性结合能力。实时荧光定量PCR和Western Blot分析进一步证实了TNF-R1在细胞膜上的高表达水平。此外，zeta电位和粒径分布的测量揭示了TNF-R1NVs的表面电荷和大小，而透射电子显微镜图像则直观展示了其球形结构。这些结果共同表明，TNF-R1NVs不仅稳定表达了TNF-R1，而且能够有效与TNF-α结合，为其在烫伤等伤口愈合过程中潜在的应用提供了有力的科学依据。![]()
(C)：添加TNF-R1NVs和Free NVs对TNF-α抑制L-929细胞增殖的影响Figure 2通过体外实验，系统评估了TNF-R1细胞膜纳米囊泡（TNF-R1NVs）与肿瘤坏死因子α（TNF-α）的相互作用及其对细胞增殖、凋亡和迁移的影响。结果显示，TNF-R1NVs能有效结合TNF-α，相较于对照组（Free NVs），显示出了更强的TNF-α结合能力。此外，TNF-α对L-929细胞增殖具有显著的抑制作用，而TNF-R1NVs能以浓度依赖的方式逆转这种抑制效应，促进细胞增殖。在细胞凋亡实验中，TNF-R1NVs显著减少了TNF-α诱导的细胞凋亡，提高了活细胞的比例。最后，在细胞迁移实验中，发现TNF-R1NVs能缓解高浓度TNF-α对细胞迁移的抑制，有利于伤口愈合过程中的细胞迁移和伤口闭合。Figure 3实验中使用TNF-R1 NVs结合温敏性F-127水凝胶，发现TNF-R1 NVs在全层皮肤烫伤小鼠模型中展现出显著的伤口愈合促进作用，通过减少炎症和增强细胞增殖实现快速愈合并减少疤痕形成。水凝胶的温度敏感性保证了TNF-R1 NVs的持续释放，而其主要器官的安全性评估则确认了TNF-R1 NVs良好的生物相容性。
（A）皮肤切片的CD3和Ly6G染色（B）CD3+ T细胞在烫伤皮肤中的浸润定量（D）TNF-α和IL-1β的免疫组化染色代表性图像（E）TNF-α、IL-6和IL-1β的mRNA表达水平分析（F-H）NF-κB1及其降解产物p105和p50的蛋白表达水平分析Figure 4 结果可发现TNF-R1 NVs在烫伤皮肤修复中显著减少了炎症细胞浸润，并通过降低TNF-α、IL-1β等促炎因子表达，有效减轻了炎症反应。特别地，TNF-R1 NVs抑制了NF-κB信号通路，减少了NF-κB1及其降解产物的表达，进一步证明了其抗炎作用。
总而言之，这个研究通过基因工程技术成功制备了表达TNF-R1的细胞纳米囊泡（TNF-R1 NVs），并证实其能有效结合TNF-α，对抗炎症反应。结合温敏性F-127水凝胶，TNF-R1 NVs在全层皮肤烫伤小鼠模型中显著促进伤口愈合，减少疤痕形成。TNF-R1 NVs通过减少炎症细胞浸润和降低促炎细胞因子表达，有效减轻了炎症反应，并通过抑制NF-κB信号通路进一步强化了其抗炎作用。这个研究为烫伤治疗提供了新的无细胞治疗策略，展现了其潜在的临床应用价值。这项研究逻辑严谨、数据完整、实验方法可靠、论证过程夯实可信，是一篇值得我们学习的研究论文。更多内容，可以阅读原文。
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参考文献
Xi L , Wang L , Zhang M ,et al.TNF-R1 Cellular Nanovesicles Loaded on the Thermosensitive F-127 Hydrogel Enhance the Repair of Scalded Skin[J].[2024-06-18].
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