Biomaterials for preemptive treatments of fibrosis

用于纤维化先发性治疗的生物材料

基本信息

批准号：
22K19925
负责人：
長濱宏治
金额：
$ 4.16万
依托单位：
Konan University
依托单位国家：
日本
项目类别：
Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
财政年份：
2022
资助国家：
日本
起止时间：
2022-06-30 至 2024-03-31
项目状态：
已结题

项目摘要

本研究では、新しい線維症治療コンセプトとして、「炎症段階でバイオマテリアルを用いて、線維症の二大要因であるTGF-β1と線維芽細胞の時空間的配置を制御することにより、線維症発症を未然に防ぐ」ことを提案する。バイオマテリアルとして、アニオン性のナノ粒子LAPONITEと生分解性高分子PLGA-PEG-PLGAの複合ゲルを設計した。炎症部位に複合ゲルを投与すると、カチオン性のTGF-β1をアニオン性のLAPONITEが吸着してゲル内に留め、周辺組織への拡散を防ぐと共に、線維芽細胞の足場にならないPLGA-PEG-PLGAネットワークが物理的なバリアとなって線維芽細胞のゲル内侵入を防ぐことにより、線維芽細胞の活性化が抑制され、線維症発症が防止されると期待した。実際に、複合ゲル上に播種した線維芽細胞がゲル内に浸潤しないことをin vitro実験により示した。また、TGF-β1溶液を複合ゲル上にのせ、所定時間後に上清を回収してELISAによりゲルへの吸着を定量解析した結果、期待した通りLAPONITEとの相互作用にもとづきTGF-β1を効果的にゲル内に吸着・濃縮することを示した。そこで次に、皮膚の創傷後に線維化が起こるモデルマウスを用い、初期の炎症段階で損傷部位に複合ゲルを投与することで線維化抑制効果を調べた。再建した皮膚組織で切片を作製し、masson trichrome染色によりコラーゲン占有率を定量したところ、コラーゲンの過剰沈着はまったく見られず、正常皮膚と同様に適切な位置に適切な割合でコラーゲンが存在したことから、複合ゲルはほぼ完全に線維化を防ぐことが示された。以上の結果より、複合ゲルはコンセプト通り、生体内でも炎症段階でTGF-β1を吸着・濃縮すると共に、線維芽細胞のゲル内遊走を抑制し、TGF-β1と線維芽細胞が出会わない環境を構築したと考えている。

这项研究提出了一种纤维化治疗的新概念：“在炎症阶段使用生物材料通过控制TGF-β1和成纤维细胞的时空排列来防止纤维化发作，这是纤维化的两个主要因素。”作为生物材料，设计了阴离子纳米颗粒的复合凝胶和可生物降解的聚合物PLGA-PEG-PEG-PLGA。当将凝胶组合到炎症部位时，阴离子laponite吸附了阳离子TGF-β1并将其保留在凝胶中，防止其扩散到周围的组织，而PLGA-PEG-PEG-PLGA网络则不会成为质合成纤维的质量，这并不能成为良好的质量，这是一种预期的质量，是构成的。成纤维细胞的激活并防止成纤维细胞发作。实际上，体外实验表明，在复合凝胶上播种的成纤维细胞不会浸润凝胶。此外，将TGF-β1溶液放置在复合凝胶上，并在指定的时间收集上清液并定量分析ELISA对凝胶的吸附，并且根据预期的是，TGF-β1根据其与Laponite的相互作用有效地吸附并浓缩在凝胶中。接下来，我们使用了一种模型的小鼠，在皮肤伤口后发生纤维化，并在炎症的早期对损伤部位进行复杂的凝胶，以研究抑制纤维化的作用。用重建的皮肤组织制备切片，并使用Masson Trichrome染色进行定量的胶原蛋白占用率，并且表现出适当比例的胶原蛋白的存在几乎完全防止了纤维化，就像正常皮肤一样。基于上述结果，人们认为，与概念一样，复杂的凝胶吸附并浓缩了体内炎症阶段的TGF-β1，从而抑制了凝胶中成纤维细胞的迁移，从而创造了一个环境，其中TGF-β1和成纤维细胞不满足。