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浙江大学高长有团队| 动态炎症组织微环境:生物材料的意义与疾病的治疗

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  组织再生是一个涉及动态炎症微环境的多重过程。在正常的生理环境下,炎症对于组织修复和再生以及恢复体内平衡是必需的。

  其中,炎性细胞的反应和代谢机理在组织再生中起着关键作用。如果炎症反应失调,将会变成慢性的炎症,进而导致纤维化、非正常修复和自身免疫性疾病等,最终导致器官衰竭和死亡。

  因此,了解炎症参与者的反应及其细胞代谢机制有助于为早期的疾病带来新颖的治疗方法。

  近日,浙江大学高分子科学与工程学系高长有团队,以动态炎症组织微环境为主线,撰写了题为“The Dynamic Inflammatory Tissue Microenvironment: Signality and Disease Therapy by Biomaterials”的综述型文章,发表在Research上。

  研究背景

  机械损伤或感染后的组织修复和再生是涉及炎症微环境的复杂过程。炎症反应是人体抵抗组织损伤或病原体必不可少的防御机制。

  早期的急性炎症阶段,通过先天的免疫反应募集重要的炎性细胞开始组织修复;第二个关键阶段,通过将促炎型的巨噬细胞转变成修复型巨噬细胞来降低促炎症反应;最后阶段,炎症细胞从损伤部位消失或通过凋亡消除以恢复组织稳态。

  然而,持续的慢性炎症通常会损害修复/再生的过程并导致纤维化和瘢痕的形成,还会造成正常组织功能的失调,并最终导致器官衰竭和死亡。

  生物材料基于其独特的生理特性,在免疫调节和巨噬细胞极化中起着重要的作用。

  由于具有免疫调节的生物材料在组织修复和再生中的重要性日益增加,填补免疫学知识与生物材料之间的空白能够促进调节组织微环境的生物材料的发展,从而为解决组织器官的修复与再生提供更好地解决方案

  

  图1 (a)组织损伤部位微环境的示意图;(b)生物材料的理化特性调节组织微环境的免疫系统(b图引用自文献)

  研究进展及展望

  组织损伤部位的炎症微环境是由免疫细胞相互作用组成的。

  该综述首先系统总结了炎症微环境中各类免疫细胞的作用机制及其在各类组织修复与再生过程中的重要作用,重点讨论了巨噬细胞的调节机制。

  在此基础上,介绍了组织修复和再生过程中的炎症反应过程失调时,纤维化和瘢痕形成的病理过程

  最后,重点介绍了慢性炎症相关疾病以及用于组织修复和再生的最新生物材料疗法

  在组织再生中的免疫反应对于调节疾病微环境至关重要。 在各种类型的免疫细胞中,单核细胞和巨噬细胞最为关键。

  然而它们调节促炎、抗炎、促修复和促纤维表型的机制尚不清楚,需要进一步了解不同的器官中巨噬细胞表型的功能特征。

  生物材料的免疫调节在多种疾病的治疗中具有很大的潜力,但仍需要对免疫活动进行协调控制。

  目前无法详细了解生物材料与免疫细胞之间的相互作用过程中炎症微环境相应的病理改变过程,是开发基于生物材料的治疗方法的主要障碍。

  预防或减少生物医学装置/植入物使用中不良副作用的新策略和解决方案仍然是组织工程领域的主要挑战。

  作者简介

  

  高长有,浙江大学高分子科学与工程学系,求是特聘教授。先后承担国家重点研发计划项目、国家自然科学基金重点项目、国家自然科学基金委重点国际合作项目、973计划课题、欧盟第七轮框架协议项目和欧盟H2020项目等多项。

  主要研究方向:组织修复与再生医用高分子材料研究,尤其是梯度材料、自适应生物材料和纳米生物材料。

  主编专著3部,发表学术论文400余篇,他引12000余次,H指数69;以第一完成人获浙江省科学技术奖一等奖2项、二等奖1项。(协助)指导博士毕业49、硕士毕业39人。

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  来源:微信公众号“Research科学研究”

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