潘杰|何柳阳|丁军|邵芳|郝永哲|黄鑫|袁梦|齐春健
中国江苏省常州市常州市第二人民医院（南京医科大学第三附属医院）肿瘤学实验室
摘要
糖尿病足溃疡（DFUs）是糖尿病的一种严重且难以愈合的并发症，主要由慢性炎症和组织再生障碍引起。本研究探讨了一种新型外用制剂——水溶性β-葡聚糖/交联透明质酸钠水凝胶，在db/db糖尿病小鼠伤口愈合中的治疗效果及其潜在的免疫机制。伤口闭合分析显示，每日使用β-葡聚糖水凝胶显著加速了愈合过程，术后第14天的平均闭合率为90.95%±3.15%，远高于对照组的65.67%±3.64%。组织学检查发现，该制剂促进了上皮化、胶原沉积和微血管密度（MVD）的增加，同时显著减少了总炎症细胞和肥大细胞的浸润。免疫荧光和qRT-PCR分析表明，β-葡聚糖显著促进了巨噬细胞向促修复型M2表型的极化（表现为CD206+细胞增多），下调了促炎因子（IL-1β、TNF-α），同时上调了IL-10和TGF-β。总之，这种可穿戴的β-葡聚糖水凝胶通过缓解慢性炎症和促进M2巨噬细胞极化途径来发挥强大的治疗作用，对糖尿病伤口具有显著疗效。这一发现为DFU的管理提供了一种有前景且无创的免疫调节策略。
引言
随着生活方式和饮食模式的改变，糖尿病（DM）的全球发病率持续上升，给公共卫生带来了巨大负担[1]。令人担忧的是，大约30%–50%的糖尿病患者会出现慢性不愈合伤口，这些伤口常常发展为糖尿病足溃疡（DFUs）。DFUs的管理不善是导致患者严重并发症（包括肢体截肢）的主要原因之一。与非糖尿病性损伤相比，DFUs更难以治愈[2]。其复杂的病理生理机制不仅涉及局部细菌定植，还包括持续的炎症、血管生成受损和微循环障碍。这些因素共同阻碍了组织再生和上皮化过程，导致患者剧烈疼痛和生活质量显著下降[3]。传统敷料（如干纱布）是DFU治疗的基础，主要通过吸收渗出物来管理伤口。然而，它们常常会粘附在伤口表面，在移除时造成二次损伤，从而严重影响愈合过程[4]。此外，溃疡部位的血管损伤和中性粒细胞功能障碍等根本问题也严重阻碍了伤口愈合。这种损伤通过加剧慢性炎症和破坏有效的组织修复所需的微环境，使病情恶化[5],[6]。目前的临床实践主要依赖抗生素来控制这些感染[7]，但抗生素的过度使用会加速抗菌素耐药性（AMR）的发展，增加治疗失败的风险。因此，寻找有效的替代抗菌策略对于减轻炎症、加速愈合和防止截肢至关重要。β-1,3-葡聚糖是一种天然多糖，广泛存在于酵母、谷物和藻类的细胞壁中[8]。水溶性葡聚糖的抗炎和抗菌活性已通过多项研究得到验证[9],[10],[11],[12]。除了在调节免疫反应和维持免疫稳态方面的重要作用外，这些衍生物还具有强大的抗菌特性，对多种革兰氏阳性和阴性细菌均表现出良好的抗菌效果[13],[14]。此外，β-葡聚糖还具有强大的免疫辅助作用，可通过降低胆固醇和甘油三酯水平来促进炎症消退[15]。值得注意的是，巨噬细胞在伤口愈合过程中起着关键调节作用，它们会根据不同的愈合阶段呈现促修复型M2表型。相反，糖尿病病变中观察到的失调和持续的M1（促炎）巨噬细胞极化被认为是有效伤口闭合的重要障碍[16],[17]。β-葡聚糖通过激活巨噬细胞吞噬病原体、促进炎症细胞因子的分泌和恢复免疫平衡，显示出加速糖尿病伤口愈合的巨大潜力[18],[19]。为了明确评估β-葡聚糖作为糖尿病伤口愈合辅助治疗剂的疗效，我们开发了一种可穿戴的水凝胶制剂。该制剂以高质量交联透明质酸钠作为载体基质，水溶性β-葡聚糖作为活性成分。与含有β-葡聚糖的片状敷料相比，水凝胶能够更好地适应糖尿病溃疡中常见的不规则、深度不一或受损的伤口形态。此外，该制剂的制备过程简单，无需复杂的测量或预处理，显著提高了患者对常规换药和局部药物递送的依从性。我们研究了这种基于水溶性β-葡聚糖的系统在糖尿病小鼠模型中对皮肤伤口愈合的影响，旨在为DFU的临床管理提供一种新的治疗方案。
β-葡聚糖的制备
本研究中使用的β-葡聚糖负载的高质量交联透明质酸钠由常州市医药研究所有限公司制备。最终产品中β-葡聚糖的浓度为20 mg/mL（2 g溶解在100 mL的凝胶基质中）。
动物和伦理声明
db/db小鼠（9周龄，平均体重20.34±1.95 g）购自常州市Cavens实验动物技术有限公司（证书编号[SCXK2021-0013]）。这些动物被严格饲养在特定环境中
β-葡聚糖加速糖尿病小鼠的伤口闭合
为了评估β-葡聚糖在促进糖尿病小鼠皮肤伤口愈合中的效果，将db/db小鼠随机分为两组，两组均接受每日一次的外用治疗。实验组使用β-葡聚糖/透明质酸钠水凝胶（β-葡聚糖浓度为20 mg/mL）处理，以保持伤口湿润环境；对照组仅使用不含β-葡聚糖的透明质酸钠基液。伤口区域...
讨论
糖尿病足溃疡（DFU）是糖尿病最严重和致残的并发症之一。全球负担令人担忧：流行病学数据显示，每30秒就有一名患者因DFU而接受重大截肢手术，占全球所有非创伤性下肢截肢病例的68%[25]。高血糖会导致血管病变和神经病变，使下肢极易发生溃疡。感染会进一步加重这一病理过程...
伦理批准和参与同意
本研究已获得南京医科大学第三人民医院和常州市第二人民医院伦理委员会的批准。小鼠在无病原体的特定条件下单独饲养于通风笼中。所有实验均符合相关法律法规和机构指南，并获得了南京医科大学动物护理和使用委员会的批准。
资助
本研究得到了中国国家自然科学基金（32270954，资助人C.Q）、江苏省科技计划重点项目（BE2023693，资助人C.Q）、江苏省卫生健康委员会（ZD2022035，资助人C.Q）、常州市科技计划（CE20246003，资助人C.Q）、常州市卫生健康委员会（ZD202338，资助人L.H）以及常州市西湖发展基金会（2024-P-032，资助人C.Q）的支持
CRediT作者贡献声明
潘杰：撰写原始稿件、验证、资源准备、概念构思。何柳阳：验证、软件使用、方法学设计。丁军：验证、软件使用、方法学设计。邵芳：数据分析、数据管理。郝永哲：数据分析、数据管理。黄鑫和袁梦：验证、软件使用、方法学设计。齐春健：撰写、审稿与编辑、监督、资源协调、项目管理和资金争取。
利益冲突声明
作者声明不存在潜在的利益冲突。
