葡萄外泌体 + 水凝胶:激活“细胞清道夫”,攻克糖尿病难愈创面

2026年8月4日 访问量: 1

糖尿病创面久治不愈、反复发炎、愈后留疤——全球数亿糖尿病患者面临的这一难题,在2026年迎来了突破性进展。


2026年,四川大学华西医院骨科研究所谢慧琪教授团队在生物材料领域顶刊 《Bioactive Materials》 (影响因子23.6)上发表了一项开创性研究。



团队创新性地构建了葡萄外泌体样纳米囊泡(G-ELNs)与脱细胞小肠黏膜下基质改性水凝胶(SM)的协同治疗系统(SM@G-ELNs),通过在糖尿病大鼠全层皮肤缺损模型中实现97.4%的伤口愈合率,为临床糖尿病皮肤溃疡提供了全新的免疫调控修复策略。



糖尿病伤口为何“愈而不合”?


糖尿病皮肤溃疡(DSUs)是糖尿病最常见且最具破坏性的并发症之一。全球约5.37亿糖尿病患者中,患病率高达19%至34%。尽管清创、负压伤口治疗、皮瓣移植等标准疗法不断进步,仍有超过60%的患者面临愈合延迟和高复发率。


问题出在哪里?


核心死结不在表皮,而在免疫微环境崩溃。高糖状态下,巨噬细胞长期卡在促炎的M1型,无法向修复型M2转变。更致命的是——胞葬作用(efferocytosis)瘫痪了。


胞葬作用,通俗地说就是巨噬细胞作为“细胞清道夫”,识别并清除凋亡细胞碎片的过程。正常生理状态下,人体每天有数十亿细胞发生凋亡,必须被及时清除。


但在糖尿病慢性炎症状态下,巨噬细胞的胞葬能力显著下降,凋亡碎片大量堆积,持续释放损伤相关分子模式(DAMPs),引爆慢性炎症,形成“炎症–凋亡–坏死”的恶性循环。



为什么是葡萄?


外泌体疗法并非新鲜事,但干细胞外泌体面临成本高、产量低、易降解、转化壁垒高等瓶颈。


研究团队将目光投向了植物来源外泌体样纳米囊泡——它们具有低免疫原性、高生物相容性、易于规模化制备及自带生物活性等优势。


团队从巨峰葡萄的果肉、果皮以及白葡萄的果肉、果皮中分别提取外泌体样纳米囊泡,通过粒径、形态、M2极化能力等指标进行系统筛选。


最终,紫色巨峰葡萄果肉来源的G-ELNs脱颖而出:粒径集中在50至120纳米,呈典型杯状囊泡形态,浓度达4.5×10⁶ particles/mL,且诱导M2标志物(IL-10、Arg-1、TGF-β)表达最强。


研究证实,G-ELNs可在3小时内被巨噬细胞高效吞噬,100 μg/mL为最佳工作浓度。



机制突破:

激活MERTK,让巨噬细胞变身“超级清道夫”


G-ELNs究竟如何起效?研究团队通过转录组测序层层剖析。


测序结果显示,G-ELNs处理组的差异基因显著富集于吞噬与凋亡细胞清除通路,蛋白质互作网络分析锁定MERTK受体为核心靶点。MERTK既是胞葬作用的关键受体,也是M2c型巨噬细胞的特征标志,是连接“抗炎–清除凋亡–组织修复”的核心节点。


体外实验数据令人震撼:G-ELNs处理后,巨噬细胞对凋亡细胞的吞噬率从1.88%跃升至15.61% ,连续吞噬能力提升4倍,MERTK荧光强度增加212.5%。当使用MERTK抑制剂UNC2025阻断该通路后,上述效应被完全取消,证实G-ELNs正是通过激活MERTK受体来增强胞葬作用。



同时,G-ELNs显著下调M1型标志物iNOS,上调M2型关键因子IL-10、Arg-1、TGF-β,并特异性提升M2c标志CD163、CD206的表达。即使在高糖模拟的糖尿病环境下,G-ELNs仍能强力逆转巨噬细胞的极化偏向。



水凝胶:

让葡萄外泌体“待得住、起效久”


G-ELNs疗效虽强,但在复杂伤口微环境中易被酶解降解,导致生物活性快速丧失。


为此,团队构建了脱细胞小肠黏膜基质光交联水凝胶(SM) 作为递送平台。扫描电镜显示水凝胶具有50至120微米的三维多孔结构,流变学测试证实其力学性能适配伤口组织。



降解与释放实验表明,SM可实现G-ELNs长达28天的持续缓释。CCK-8与活死染色实验证实其具有良好的生物相容性。



体内验证:

97.4%伤口愈合率


在链脲佐菌素(STZ)诱导的糖尿病大鼠全层皮肤缺损模型中,SM@G-ELNs系统展现出卓越疗效。



术后,SM@G-ELNs组伤口愈合率达到97.4% 。组织学分析显示,H&E与Masson染色表明表皮与真皮厚度接近正常组织,Sirius红偏振光显示胶原呈篮筐状排列,I/III型胶原比例显著改善。


在机制验证层面:术后7天,SM@G-ELNs组CD68⁺MERTK⁺双阳性细胞增加69.4% ,CD68⁺Caspase-3⁺双阳性细胞增加65.7% ,qPCR证实Mertk、Axl、Gas6等胞葬相关基因表达显著上调。这些数据证实,SM@G-ELNs在体内同样通过MERTK通路增强了胞葬作用。



从实验室到临床:

植物外泌体的转化优势


这项研究的重大意义不仅在于科学发现,更在于转化路径的畅通。


G-ELNs利用植物来源纳米囊泡,原料丰富、成本低廉、可规模化生产,绕过了干细胞外泌体培养工艺复杂和转化壁垒高的瓶颈。SM@G-ELNs系统机制明确、生物相容性高、临床可及性强,为糖尿病溃疡治疗提供了一种创新、实用且可转化的策略。


该研究首次将植物外泌体与脱细胞基质水凝胶相结合,实现了“靶向递送–免疫调控–组织修复”的闭环干预,突破了传统治疗仅能对症处理、无法从根源逆转难愈状态的局限。



展望:从葡萄到临床还有多远?


这项研究为糖尿病难愈创面提供了全新思路:用一颗葡萄的纳米力量,唤醒人体自身的“细胞清道夫” 。


通过激活MERTK受体,诱导巨噬细胞向M2c表型极化,强效提升胞葬效率,彻底打破“炎症–凋亡–坏死”的恶性循环。


当然,从大鼠模型到人体临床应用,仍有一段路要走。但这项研究无疑为基于天然产物的免疫调控疗法开辟了新方向。


未来,随着更多植物来源外泌体的发现和工程化改造技术的成熟,植物外泌体有望成为再生医学领域的一支重要力量。


本文基于四川大学华西医院谢慧琪团队2026年发表于《Bioactive Materials》的研究论文整理

论文标题:Activating the cellular scavenger: A bioactive hydrogel promotes diabetic wounds via plant exosome-like nanovesicles enhanced macrophage efferocytosis

DOI: 10.1016/j.bioactmat.2026.03.039