Bioactive Materials
丝蛋白生长因子水凝胶加速糖尿病慢性伤口愈合

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该研究通过转基因蚕丝腺体生物反应器成功合成双生长因子（EGF和PDGF-BB）功能化的丝胶蛋白水凝胶，有效促进糖尿病小鼠慢性全层皮肤伤口的愈合，显著改善胶原排列和上皮化程度，为糖尿病伤口治疗提供了一种新型生物材料递送系统。

 

文献概述
本文《Biosynthesis of a dual growth factors (GFs) functionalized silk sericin hydrogel to promote chronic wound healing in diabetic mice》，发表于《Bioactive Materials》杂志，回顾并总结了一种基于丝胶蛋白的双生长因子水凝胶递送系统，该系统具有良好的生物相容性、细胞粘附性和生长因子缓释能力，有效促进糖尿病小鼠慢性伤口愈合。

背景知识
糖尿病在全球范围内影响超过5亿人口，其中约25%患者并发慢性伤口，如糖尿病足溃疡，严重影响患者生活质量。目前临床使用的生长因子（GFs）如EGF和PDGF-BB，能有效促进细胞增殖、迁移和血管生成，但受限于高成本、体内不稳定性和释放控制问题。丝胶蛋白作为蚕丝腺体分泌的主要成分，具有良好的生物相容性、机械性能和蛋白保护能力，是理想的生物材料基础。转基因蚕丝腺体表达系统已被广泛用于外源蛋白的高效合成，结合生长因子功能化水凝胶，为糖尿病伤口治疗提供了一种可持续释放、低炎症反应和高血管生成能力的新型治疗策略。

 

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研究方法与实验
研究团队通过转基因蚕丝腺体生物反应器，分别合成高表达EGF和PDGF-BB的丝蛋白材料。通过不同浓度的丝胶蛋白提取和水凝胶制备，优化材料的孔隙率、溶胀性能和机械强度。进一步将eEGF和ePDGF-BB蛋白从丝蛋白中提取并复合入水凝胶系统，构建四种不同生长因子组合的水凝胶（WT-SH、EGF-SH、PDGF-SH、E/P-SH）。通过SEM、流式细胞术、CCK-8、EdU、Transwell、Matrigel血管生成实验、H&E染色、Masson染色、免疫荧光等方法评估水凝胶的物理结构、细胞粘附性、生长因子释放动力学、炎症反应、促增殖与迁移能力以及体内伤口愈合效果。

关键结论与观点

• 成功构建转基因蚕丝腺体表达系统，稳定表达eEGF和ePDGF-BB蛋白，每克丝蛋白中分别含0.32 mg和0.24 mg的生长因子。
• 丝胶蛋白水凝胶具有良好的孔隙率（163 μm）和溶胀性能（96.3%），并能有效促进HaCaT和HFF-1细胞粘附与增殖。
• 双因子功能化水凝胶（E/P-SH）在体内实验中显著加速糖尿病小鼠伤口愈合，12天内伤口闭合率明显高于对照组。
• E/P-SH治疗组显示更低的炎症因子释放（TNF-α、IL-1β）、更高的CD31表达和血管生成能力，以及更完整的胶原沉积和上皮化。

研究意义与展望
该研究为糖尿病慢性伤口治疗提供了新型丝胶蛋白水凝胶递送平台，具备良好的生物相容性、结构稳定性和生长因子缓释能力。未来可进一步优化生长因子组合、探索其在其他动物模型中的应用，并推动临床转化研究，为再生医学提供可持续的治疗方案。

 

提供多种代谢疾病小鼠模型，包括糖尿病、肥胖、高尿酸血症等，支持基因编辑和饮食诱导模型，适用于药物筛选、药效评估和机制研究。

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结语
本研究成功开发了一种基于丝胶蛋白的双生长因子水凝胶系统，该系统通过转基因蚕丝腺体生物反应器合成EGF和PDGF-BB，制备的E/P-SH水凝胶在糖尿病小鼠模型中显著促进伤口愈合。通过调控生长因子释放、降低炎症反应、增强血管生成和胶原沉积，该系统为慢性伤口治疗提供了可操作性强、生物活性高的新型生物材料。该成果有望为丝胶蛋白基生物材料的临床应用奠定基础，同时为基因工程生物反应器的开发提供新思路。

 

Hanxin Deng, Fangyu Wang, Yujuan Zhou, Xueming Li, and Feng Wang. Biosynthesis of a dual growth factors (GFs) functionalized silk sericin hydrogel to promote chronic wound healing in diabetic mice. Bioactive Materials.