丝素蛋白支架搭载生长因子逆转肝纤维化的机制与治疗前景

《Biomaterials Science》：Silk fibroin scaffolds loaded with growth factors can reverse liver fibrosis

本研究开发了一种负载肝细胞生长因子（HGF）和成纤维细胞生长因子-4（FGF-4）的再生丝素蛋白（RSF）纳米纤维支架，通过持续释放生长因子，在慢性肝纤维化小鼠模型中显著改善肝功能、减少胶原沉积，并促进功能性新生血管和胆管形成。其作用机制涉及上调胆汁分泌通路（如FXR、OAT）和抑制NF-κB炎症通路（如TRAF2、Bax），为无细胞肝再生策略提供了新思路。

　　

引言

全球慢性肝病患者已超过8亿，其中肝纤维化是向肝硬化进展的关键阶段，目前缺乏有效药物治疗。干细胞移植虽具潜力，但存在植入效率低、栓塞风险等问题。本研究利用RSF支架搭载HGF和FGF-4，通过生长因子持续释放模拟干细胞旁分泌作用，避免细胞移植局限性。

材料与方法

通过腹腔注射四氯化碳（CCl₄）联合高脂饮食构建慢性肝纤维化小鼠模型。采用静电纺丝技术制备RSF/HGF/FGF-4支架，植入肝表面后评估肝功能指标（ALT、AST、ALB等）、组织病理（H&E和Masson染色）及免疫组化（CD34/ERG标记血管、MUC-1/CK19标记胆管）。通过转录组测序和qPCR分析关键通路基因表达。

结果

1. 1.
   模型验证与支架生物相容性
   成功构建肝纤维化模型，SAF评分达10分。RSF/HGF/FGF-4支架植入后与肝组织紧密整合，30天后界面炎症细胞浸润显著减少（图3）。
2. 2.
   纤维化逆转与组织修复
   Masson染色显示，RSF/HGF/FGF-4组在14天和30天时胶原面积显著减少（P< 0.01），纤维束被新生肝组织替代（图4）。H&E染色表明该组肝细胞脂肪变性和炎症明显改善，SAF评分最低（图5）。
3. 3.
   肝功能与炎症指标改善
   血清生化显示RSF/HGF/FGF-4组ALT、AST、CRP等指标显著下降（P< 0.01），ALB水平回升（图6）。
4. 4.
   血管与胆管新生
   免疫组化证实仅RSF/HGF/FGF-4组在14天形成CD34⁺/ERG⁺新生血管和MUC-1⁺/CK19⁺胆管结构（图7）。
5. 5.
   分子机制解析
   转录组分析显示RSF/HGF/FGF-4组上调胆汁分泌通路（如FXR、OAT），下调NF-κB通路（如TRAF2、Bax）。qPCR验证FXR/OAT表达升高（P< 0.001），TRAF2/Bax表达降低（图8-9）。

讨论

RSF支架通过可控释放HGF（每日3.6%）和FGF-4（每日2.7%），协同激活PI3K/Akt和MAPK/ERK通路促进肝再生，同时抑制TGF-β1/Smad3通路减少纤维化。该无细胞策略克服了传统疗法中生长因子半衰期短、载体降解快的问题，为肝纤维化治疗提供了新方向。

结论

RSF/HGF/FGF-4支架通过多通路调控逆转肝纤维化并促进功能性组织再生，是一种具有转化潜力的理想生物材料。