近日，記者從中國科學(xué)院昆明植物研究所獲悉，該所植物化學(xué)與西部植物資源持續(xù)利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)研究員吳明一團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)一種可用于傷口修復(fù)的天然多糖基生物粘合劑，相關(guān)成果在線發(fā)表于《自然-通訊》。

每年有數(shù)以億計(jì)的人遭受到意外傷害、外科損傷、慢性潰瘍等皮膚組織損傷，嚴(yán)重時(shí)威脅生命，縫合是目前的臨床上閉合傷口首選的方法。組織粘合劑的發(fā)明給外科手術(shù)帶來巨大技術(shù)進(jìn)步，目前臨床上廣泛應(yīng)用的組織粘合劑主要是化學(xué)合成的氰基丙烯酸酯類和纖維蛋白膠類。氰基丙烯酸酯類粘合劑具有很強(qiáng)的粘附性能，但是存在降解緩慢、具有毒副作用等缺點(diǎn)。纖維蛋白粘合劑具有很好的生物組織相容性，但是由于粘附性較弱，應(yīng)用于一些局部應(yīng)力較小的組織區(qū)域，應(yīng)用范圍受限。因此，臨床上亟需生物兼容性好、粘合力大且潛在風(fēng)險(xiǎn)低的組織粘合劑。

吳明一團(tuán)隊(duì)聚焦于天然多糖的結(jié)構(gòu)與功能的關(guān)鍵科學(xué)問題，他們發(fā)現(xiàn)白玉蝸牛腹足中富含結(jié)構(gòu)規(guī)則的肝素類糖胺聚糖，該多糖可顯著促進(jìn)糖尿病慢性傷口的愈合。

近日，該課題組從白玉蝸牛粘液中發(fā)現(xiàn)一種天然的多糖基粘合劑（d-SMG），對濕潤組織具有較強(qiáng)的粘附性能，優(yōu)于臨床使用的纖維蛋白膠。為了闡明d-SMG成膠性與粘附性的內(nèi)在機(jī)制，課題組進(jìn)一步對成分進(jìn)行了系統(tǒng)的鑒定與分析，發(fā)現(xiàn)d-SMG主要由類肝素的蝸牛糖胺聚糖與蝸牛蛋白質(zhì)等生物大分子組成，其中的新型糖胺聚糖為其主要有效活性組分；多糖與蛋白質(zhì)組成的獨(dú)特雙網(wǎng)絡(luò)凝膠體系，使得蝸牛粘液具有突出的水凝膠性能以及強(qiáng)效的組織粘附性。這種機(jī)制與同屬于軟體動物的貽貝類的粘附機(jī)制顯著不同，是生物粘附領(lǐng)域的一個有趣而重要的發(fā)現(xiàn)，為新一代醫(yī)用粘合劑的研發(fā)提供了借鑒和啟發(fā)。

動物實(shí)驗(yàn)研究顯示，該天然粘合劑d-SMG強(qiáng)效粘合縱切皮膚傷口且促進(jìn)其愈合，不會引起二次損傷和疤痕形成。與臨床上常用的海藻酸鈉敷料相比，該天然粘合劑有效促進(jìn)糖尿病慢性傷口愈合。組織染色和免疫組化等分析表明，天然水凝膠顯著加快慢性傷口的肉芽組織新生、血管新生以及膠原沉積，并顯著下調(diào)組織中TNF-α、IFN-γ、IL-6等炎性細(xì)胞因子表達(dá)水平。深入的機(jī)制研究揭示，該水凝膠通過上調(diào)信號傳導(dǎo)及轉(zhuǎn)錄激活蛋白3的磷酸化水平，促使巨噬細(xì)胞向抗炎M2表型極化，緩解慢性傷口處的炎癥反應(yīng)，促進(jìn)慢性傷口向增殖期過渡，從而加快傷口愈合。

d-SMG促進(jìn)糖尿病大鼠皮膚創(chuàng)面愈合（昆明植物所供圖）

該研究結(jié)果對新一代生物醫(yī)用粘合劑的開發(fā)具有一定的啟發(fā)意義，亦為普通皮膚傷口以及臨床難治愈的糖尿病足潰瘍等皮膚疾病的治療提供了一種新思路。此愈合皮膚傷口的天然醫(yī)用粘合劑已申請發(fā)明專利保護(hù)（CN114668887A）。

相關(guān)論文信息：https://doi.org/10.1038/s41467-023-35907-4