《Bioactive Materials》：Application of IFN-γ-Licensed urine-derived stem cells in SIS hydrogel promotes scar-free wound healing by immunomodulation and microenvironment remodeling
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本研究针对临床难治性瘢痕愈合难题，创新性地将IFN-γ预处理的尿液源性干细胞（γ-USCs）封装于小肠黏膜下层（SIS）水凝胶中，通过增强干细胞免疫调节功能并协同生物材料微环境调控，显著抑制瘢痕增生。实验证实γ-USCs@SIS系统可促进巨噬细胞M2极化、抑制IL-17通路活化、优化胶原重塑比例，在兔耳瘢痕模型中实现无瘢痕愈合，为病理性瘢痕治疗提供了新策略。
每年全球有约1亿患者因创伤、手术等形成病理性瘢痕，不仅导致关节活动受限、慢性疼痛等问题，更引发心理障碍和社会回避行为。当前临床治疗如皮质类固醇注射、激光疗法等仅能缓解症状，无法逆转纤维化的核心病理环节——成纤维细胞异常活化、细胞外基质过度沉积和慢性炎症。随着再生医学发展，间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）因其多向分化潜能和免疫调节特性成为瘢痕治疗的新希望。然而，传统MSCs来源如骨髓或脂肪组织存在取材创伤大、伦理争议等问题，且直接注射存活率低、靶向性差。尿液源性干细胞（Urine-Derived Stem Cells, USCs）凭借非侵入性获取、无伦理限制、增殖能力强等优势脱颖而出，但天然状态的USCs免疫调节能力有限，需通过预处理激活其功能。
为此，四川大学华西医院研究团队在《Bioactive Materials》发表研究，提出一种创新性治疗策略：利用干扰素-γ（IFN-γ）预处理增强USCs的免疫调节能力，并将其封装于脱细胞猪小肠黏膜下层（Small Intestinal Submucosa, SIS）水凝胶中，构建γ-USCs@SIS复合系统，用于无瘢痕伤口愈合。该研究通过体内外实验验证了该系统的协同治疗机制：IFN-γ预处理显著上调USCs的免疫调节相关基因（TSG、PD-L1、CD73等），促进巨噬细胞向抗炎表型（CD206+）极化；转录组测序发现γ-USCs通过抑制IL-17信号通路关键分子（TRAF6、ACT1）及下游NF-κB活化，减少促炎因子释放；同时调控成纤维细胞行为，降低α-SMA表达和I/III型胶原比例，抑制瘢痕形成。在兔耳瘢痕模型中，γ-USCs@SIS治疗组伤口愈合加速，瘢痕厚度显著减小，且出现新生毛囊结构，证实其促进功能性皮肤再生能力。
关键技术方法
研究首先从健康志愿者尿液中分离USCs，通过流式细胞术（CD90+/CD44+，CD34?/CD45?）和三系分化实验鉴定其干细胞特性；采用50 ng/mL IFN-γ预处理获得γ-USCs，通过CCK-8、活死染色及扫描电镜筛选最佳浓度；利用Transwell、划痕实验和管形成实验评估细胞迁移与血管生成能力；通过RNA测序和qPCR验证IL-17通路相关基因表达；制备3% SIS水凝胶载体，通过扫描电镜、流变学及降解实验表征其理化性质；建立兔耳全层皮肤缺损模型，通过组织染色（H&E、Masson、Sirius Red）、免疫荧光（CD163/CD86、α-SMA）及超声成像评价瘢痕抑制效果。
研究结果
3.1. USCs的分离鉴定与IFN-γ浓度筛选
成功从尿液分离出USCs，其高表达MSCs表面标志物，具备成骨、成脂、成软骨分化能力。通过增殖活性、细胞形态及免疫基因表达谱分析，确定50 ng/mL IFN-γ为最佳预处理浓度，可显著上调CD73、HLA-G5等免疫调节基因，且不影响细胞活性（图2）。
3.2. γ-USCs通过基因上调与巨噬细胞调节双重机制抗炎
IFN-γ预处理后，γ-USCs的TSG、PD-L1等免疫基因表达显著升高。其条件培养基可抑制LPS诱导的RAW264.7细胞促炎基因（TNF-α、IL-6），促进抗炎基因（IL-10、Arg1）表达，并通过免疫荧光和流式细胞术证实巨噬细胞向M2表型极化（图3）。
3.3. γ-USCs抑制HKFs活性及纤维化
γ-USCs条件培养基可显著抑制人瘢痕成纤维细胞（HKFs）增殖和迁移，下调TGF-β诱导的NIH-3T3细胞纤维化标志物（MMP1、MMP13、α-SMA），并提高III型胶原占比，优化ECM重塑（图4）。
3.4. IFN-γ通过抑制IL-17通路增强USCs抗纤维化能力
RNA测序显示γ-USCs中IL-17通路基因显著富集。qPCR及免疫荧光验证γ-USCs下调TRAF6、ACT1等关键分子，抑制NF-κB活化；使用IL-17通路激动剂SR0987反向验证证实IFN-γ预处理可拮抗该通路激活（图5）。
3.5. SIS水凝胶的制备与表征
3% SIS水凝胶具有均匀多孔结构、适宜流变学特性及缓慢降解速率，能良好负载γ-USCs并维持其活性，且不影响其抗瘢痕功能（图6）。
3.6. γ-USCs@SIS促进血管生成
复合系统显著增强人脐静脉内皮细胞（HUVECs）迁移和管形成能力，上调血小板衍生生长因子（PDGF）表达，为伤口提供营养支持（图7）。
3.7. 体内验证γ-USCs@SIS的抗纤维化效能
兔耳瘢痕模型显示，γ-USCs@SIS组伤口愈合速率最快，瘢痕厚度最小，胶原沉积减少且I/III型胶原比例优化，免疫荧光显示CD163+M2巨噬细胞浸润增加，α-SMA+血管结构增多（图8、9）。
结论与展望
本研究构建的γ-USCs@SIS系统通过免疫微环境重塑与ECM调控双重机制，实现了无瘢痕皮肤再生。其优势在于：USCs来源非侵入、易扩增；IFN-γ预处理精准增强免疫调节功能；SIS水凝胶提供协同修复微环境。未来需解决USCs产量个体差异、SIS力学强度局限等问题，但该策略为临床瘢痕治疗提供了新范式。
