综述：聚合物抗血小板载体在精准靶向年龄相关心脑血管疾病中的应用

《Materials Today Bio》：Polymeric anti-platelet carriers for the precision-targeting of age-related cardiovascular and cerebrovascular diseases

本综述创新性地提出了一种多功能外泌体递送平台，通过结合miR-493-5p工程化的M2巨噬细胞外泌体与压电性GelMA微针，以重新编程巨噬细胞代谢和表观遗传学，促进糖尿病伤口愈合。该平台集成了抗菌、抗氧化及超声电刺激增强递送功能，旨在解决慢性伤口中巨噬细胞极化失调的机制难题。

　　

糖尿病足溃疡（Diabetic foot ulcers, DFU）是糖尿病患者面临的严重并发症，其愈合过程常因巨噬细胞极化失调而受阻。为了攻克这一难题，一项创新性的研究设计了一种集成了多重功能的压电微针递送系统（Ag/GOx@GelMA/ZnO MN^@EXO@miR），旨在通过调控表观遗传和代谢重编程来精准促进伤口愈合。

乳酸介导巨噬细胞M2极化并加速伤口修复

乳酸是糖酵解的关键代谢产物，在糖尿病伤口微环境中扮演着复杂的角色。研究团队首先证实，特定浓度（10 mM）的乳酸能够有效诱导巨噬细胞（RAW 264.7）向促进修复的M2表型极化，表现为M2标记物（如Arg1）的上调和M1标记物（如iNOS）的下调。在动物模型中，局部施用乳酸同样促进了糖尿病小鼠的伤口闭合，增加了再上皮化和胶原沉积，并改善了巨噬细胞的极化状态。这一发现提示，靶向乳酸代谢及其下游信号通路可能成为促进慢性伤口愈合的新策略。

miR-493-5p在乳酸处理的巨噬细胞中富集并负责M2分化

为了深入探究乳酸调控巨噬细胞极化的机制，研究人员通过RNA测序（RNA sequencing）分析了乳酸处理后的巨噬细胞微小RNA（miRNA）表达谱，发现miR-493-5p是其中最显著上调的miRNA之一。进一步的实验表明，过表达miR-493-5p能够显著促进巨噬细胞的M2极化。机制探索揭示，miR-493-5p通过直接靶向抑制组蛋白去乙酰化酶1（HDAC1）来发挥作用。双荧光素酶报告基因实验证实了miR-493-5p与HDAC1的3‘非翻译区（3’UTR）结合。在巨噬细胞中过表达HDAC1可以逆转miR-493-5p诱导的M2极化效应，证实了HDAC1是miR-493-5p的关键下游靶点。

miR-493-5p通过靶向HDAC1驱动组蛋白乳酰化依赖的STAT6激活从而促进M2巨噬细胞极化

深入研究发现，miR-493-5p通过抑制HDAC1，增强了组蛋白H3第18位赖氨酸的乳酰化（histone H3K18 lactylation, H3K18la）修饰水平。这种表观遗传修饰的改变，促进了信号转导与转录激活因子6（STAT6）向细胞核的转位及其磷酸化激活。活化的STAT6信号通路进而上调了过氧化物酶体增殖物激活受体γ（PPARγ）和肉碱棕榈酰转移酶1A（CPT1A）等与脂质代谢重编程相关的蛋白表达，驱动巨噬细胞向M2表型转变。细胞能量代谢分析（Seahorse）进一步证实，miR-493-5p处理导致巨噬细胞的耗氧率（OCR）和ATP产量增加，而糖酵解能力（ECAR）下降，呈现出典型的M2型巨噬细胞代谢特征，这一效应同样可被HDAC1过表达所逆转。

工程化M2-EXOs的制备与表征

为了解决miRNA在体内易降解和递送效率低的问题，研究团队构建了一种基于外泌体（exosomes, EXOs）的递送系统。他们从白细胞介素-4（IL-4）诱导的M2型巨噬细胞中分离出外泌体（M2-Exos），并通过电穿孔技术将miR-493-5p高效装载其中，构建了工程化外泌体（EXO@miR-493-5p）。透射电子显微镜（TEM）和纳米颗粒追踪分析（NTA）显示，工程化外泌体保持了典型的杯状形态，粒径约145纳米。Western blotting证实其表达外泌体标志物CD63和CD9。定量PCR（qPCR）结果则确认了外泌体成功负载了miR-493-5p，并能被受体细胞有效摄取。

工程化miR-493-5p外泌体的多重功能

体外功能实验验证了工程化外泌体的治疗效果。在人脐静脉内皮细胞（HUVECs）中，EXO@miR-493-5p处理显著促进了细胞增殖、迁移以及体外血管生成（管腔形成）。同时，在巨噬细胞中，EXO@miR-493-5p有效诱导了M2极化，上调了Arg1表达并下调了iNOS，增强了H3K18乳酰化修饰，并激活了STAT6信号通路。这些结果表明，EXO@miR-493-5p不仅能够促进血管新生，还能调节免疫微环境，具备双重治疗潜力。

Ag/GOx@GelMA/ZnO MN^@EXO@miR的制备与表征

为了实现工程化外泌体在伤口局部的持续、高效递送，研究者开发了一种多功能压电微针贴片。该系统的核心是甲基丙烯酰化明胶（Gelatin methacryloyl, GelMA）水凝胶微针，其针尖涂覆了纳米银/葡萄糖氧化酶（Ag/GOx）复合层以提供抗菌和抗氧化功能，基底则整合了氧化锌（ZnO）压电材料。扫描电镜（SEM）显示微针阵列排列规整，机械强度测试证实其足以穿透皮肤角质层。能量色散X射线光谱（EDS）分析确认了材料的主要元素组成。该微针系统能实现外泌体的缓释，并在超声刺激下产生压电电压，显著增强了外泌体被巨噬细胞摄取的能力。此外，该复合微针展现出对耐甲氧西林金黄色葡萄球菌（MRSA）和大肠杆菌（E. coli）的有效抗菌活性，以及良好的活性氧（ROS）清除能力和细胞生物相容性。

Ag/GOx@GelMA/ZnO MN^@EXO@miR在体内加速糖尿病伤口愈合

在高脂饮食联合链脲佐菌素（HFD/STZ）诱导的糖尿病小鼠模型中，评估了该复合微针系统的治疗效果。与空白对照组、单纯GelMA微针组、负载普通外泌体（GelMA MN^@EXO）或负载工程化外泌体（GelMA MN^@EXO@miR）的微针组相比，整合了Ag/GOx涂层和ZnO压电层的多功能微针系统（Ag/GOx@GelMA/ZnO MN^@EXO@miR）展现出最优的促愈合效果。它能显著加速伤口闭合，促进再上皮化和真皮增厚，并增加胶原沉积。

Ag/GOx@GelMA/ZnO MN^@EXO@miR通过促进M2极化和血管新生在体内加速糖尿病伤口愈合

机制研究表明，Ag/GOx@GelMA/ZnO MN^@EXO@miR处理后的伤口组织中，M2巨噬细胞标志物Arg1表达显著上调，而M1标志物iNOS表达下降，同时组织内的活性氧（ROS）水平明显降低。多普勒灌注成像显示伤口区域血流灌注增强。免疫组织化学染色进一步证实，该治疗促进了伤口处CD31阳性的微血管和α-平滑肌肌动蛋白（α-SMA）的表达，表明血管新生过程被有效激活。这些结果综合表明，该多功能微针系统通过重塑伤口免疫微环境（促进M2极化）、减轻氧化应激以及促进血管生成，协同加速了糖尿病伤口的愈合进程。

结论

本研究成功开发了一种用于递送miR-493-5p工程化外泌体的压电微针系统（Ag/GOx@GelMA/ZnO MN^@EXO@miR）。该系统通过抑制HDAC1，增强组蛋白H3K18乳酰化，从而激活STAT6信号通路，驱动巨噬细胞代谢重编程和M2极化。集成了抗菌、抗氧化、缓释及电刺激增强递送功能的多平台设计，在糖尿病小鼠模型中有效加速了伤口愈合，表现为胶原沉积增加、再上皮化、血管新生增强以及炎症和ROS水平降低。这项研究为通过表观遗传-代谢轴治疗慢性伤口提供了一种新的综合性策略。