吉林大學口腔醫院Adv. Healthcare Mater.：通過納米仿生系統闡明一種病理性礦化調控炎癥的內在機制

?背景介紹：

病理性礦化以磷酸鈣鹽的沉積為特征，幾乎在所有的結締組織中都可以發生。病理性礦化常發生在炎癥狀態下，會影響一系列疾病的預后，例如動脈粥樣硬化和癌癥。一般來說，持續的炎癥反應被看作是軟組織發生病理性礦化的關鍵因素。異常的礦化是一個受到鈣磷酸鹽、蛋白質、脂質、局部浸潤細胞等多種因素調控和影響的動態過程。然而，這些因素的具體功能尚不清楚。目前，尚未有研究報道病理性礦化對炎癥的具體影響。此外，目前仍然缺乏良好的活體模型來研究礦化對炎癥的作用。

成果簡介：

近日，吉林大學口腔醫院李道偉副教授報道了一種納米仿生系統，用于研究病理性礦化和炎癥之間的關系。該系統是由PLGA（聚乳酸-羥基乙酸共聚物），HA（羥磷灰石），和Gelatin（明膠）靜電紡絲納米纖維組成，分別用來模擬病理性礦化微環境中的高脂環境，鈣離子，和基質蛋白。PLGA可模擬脂質，誘發局部炎癥，促進局部點狀礦化的形成，但可阻止鈣離子的滲透。明膠可以模擬基質蛋白，促進鈣離子的滲透與成核，以及晶體的成熟。我們的結果表明，炎癥應答會在礦化的過程中不斷降低。當成熟的礦化形成時，炎癥幾乎完全消失。從機制上來說，病理性礦化的形成是由基質蛋白、局部高濃度的鈣離子和細胞碎片成分所介導的，還會受到巨噬細胞分泌的溶酶體/質膜組分的主動調節。這些炎癥誘導因子(鈣、細胞碎片等)可以通過礦化過程被“掩埋”，導致免疫應答的下降。

圖文導讀：

圖1：PLGA/HA/Gelatin靜電紡絲納米纖維的設計及其用于研究病理性礦化和炎癥之間的關系。

圖2：納米纖維支架介導的局部炎癥。

圖3：共聚焦拉曼光譜分析局部礦化過程。

圖4：納米纖維支架的體內免疫反應。

圖5：免疫組化研究。

總結：

這項研究表明病理性礦化是炎癥消退的內在機制之一，其通過“掩埋”局部的炎癥誘導因子來降低炎癥應答，為了解礦化對炎癥的作用提供了有價值的見解。該成果以Unraveling an Innate Mechanism of Pathological Mineralization-Regulated Inflammation by a Nanobiomimetic System發表在材料學領域期刊《Advanced Healthcare Materials》上。通訊作者是吉林大學口腔醫院李道偉副教授，吉林大學第一醫院張媛，和中國科學院長春應用化學研究所王歡博士。

參考文獻：Unraveling An Innate Mechanism of Pathological Mineralization-Regulated Inflammation By A Nanobiomimetic System. Adv. Healthcare Mater. 2021, DOI: 10.1002/adhm.202101586

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