三维培养TGF-β1基因修饰的间充质干细胞促进糖尿病小鼠模型伤口愈合的机制研究

为解决糖尿病慢性伤口愈合困难的问题，研究人员通过转录激活因子样效应核酸酶（TALEN）技术构建TGF-β1基因修饰的脂肪间充质干细胞（A/T-3D），结合三维培养体系，显著提升了伤口愈合相关因子（EGF、FGF、VEGF-A等）的表达。实验证实A/T-3D通过增强血管生成和上皮再生能力，显著加速糖尿病小鼠伤口闭合，为慢性伤口治疗提供了新策略。

糖尿病慢性伤口因血管生成不足、炎症持续和细胞增殖受限，常导致难以愈合的溃疡，传统治疗手段效果有限。间充质干细胞（MSCs）虽具治疗潜力，但二维（2D）培养易致功能衰退，且移植后存活率低。转化生长因子-β（TGF-β）在伤口修复中调控炎症和基质沉积，但其信号通路在糖尿病环境中失调。为此，Sung-Whan Kim团队提出将基因编辑与三维培养技术结合，构建TGF-β₁过表达的脂肪间充质干细胞（A/T-3D），以增强其治疗效能。

研究通过TALEN技术将TGF-β₁基因定点整合至AAVS1安全位点，经三维培养形成A/T-3D细胞球。实验采用qPCR、划痕实验和Matrigel血管形成 assay评估其分泌因子功能，并在糖尿病裸鼠全层皮肤缺损模型中验证疗效。

Angionenic property after targeted knock-in of TGF-β₁ in ASCs and subsequent 3D culturing

通过TALEN技术成功构建TGF-β₁过表达的ASC细胞系（A/T），qPCR显示A/T-3D高表达EGF、FGF-2、VEGF-A等促愈合因子，较未修饰细胞提升显著。

Secreted factors derived from A/T-3D promote endothelial

A/T-3D条件培养基（CM）显著促进HUVEC血管形成和成纤维细胞迁移，划痕实验显示伤口闭合速度提升2倍。

A/T-3D transplantation enhances wound healing

糖尿病小鼠模型中，A/T-3D注射组第10天伤口闭合率达90%，显著高于对照组（60%），且再上皮化和肉芽组织厚度评分最高。

A/T-3D enhances epithelial regeneration and capillary density in wounds

免疫组化显示A/T-3D组细胞角蛋白阳性细胞增加3倍，ILB4标记的毛细血管密度较对照组提升50%，证实其双重修复作用。

A/T-3D transplantation induces multiple angiogenic factors for wound healing

移植后5天，伤口组织中EGF、HGF等因子表达量较对照组提高4-6倍，且A/T-3D细胞在创面驻留率高达80%。

该研究创新性地将基因编辑与三维培养技术结合，证明TGF-β₁修饰的MSCs通过协同上调多效生长因子，突破糖尿病伤口微环境限制。其高移植存活率和持续分泌特性为临床转化提供重要依据，发表于《Stem Cell Research》的成果为慢性伤口治疗树立了新范式。