bifa必发(中国)

针对上述挑战，东华大学史向阳教授团队设计了一种纤维连接蛋白（FN）纳米凝胶微针（FNG MNs），该体系顺利获得席夫碱反应将FN与对苯二甲醛交联，形成平均粒径82.0 nm的纳米凝胶，兼具良好胶体稳定性、细胞相容性和组织穿透性，并顺利获得微针高效经皮递送。该制剂可促进巨噬细胞M2型极化并清除活性氧。在光老化小鼠模型中，FNG MNs能恢复表皮厚度、重构胶原/弹性蛋白网络，并减轻炎症与氧化应激；在糖尿病创面大鼠中，则显著促进胶原沉积、毛囊新生和CD31上调，同时下调Yes相关蛋白。凭借ECM调节、抗炎和抗氧化等多重活性，FNG MNs有望成为适用于皮肤再生和创面修复的先进治疗平台。该文章于2026年6月18日以《Microneedle-Assisted Penetration of Fibronectin Nanogels for Enhanced Anti-Aging Healthcare and Diabetic Wound Healing》为题发表于《ACS Nano Medicine》（DOI：10.1021/acsnanomed.6c00108）。

方案1. 用于抗皮肤光老化（A）和糖尿病伤口愈合（B）的FNG纳米材料（MNs）制备方案。

（1）FNG磁性纳米粒子的制备与表征

以对苯二甲醛（TPA）为交联剂，顺利获得席夫碱反应与FN蛋白交联，采用乳液法制备FN纳米凝胶（FNGs）。FTIR光谱中1650 cm^-1处N-C键吸收峰证实交联成功（图1A）。TEM显示FNGs呈球形，平均干态尺寸82.0 nm（图1B、C）。FNGs在水、PBS和DMEM中粒径变化可忽略（图1D），显示优异胶体稳定性。Cy5.5荧光标记证实包封成功（图1E）。SEM显示呈金字塔形，底面350 μm、高度827 μm（图1F、G），抗压强度约0.37 N/针（图1H），超过皮肤插入阈值。在琼脂糖模型中，针尖5分钟内逐渐溶解并留下透明微通道（图1I），表明其具备良好的组织溶解与递送性能。

图1. FNGs和FNG MNs的表征。（A）TPA、FN和FNGs的FTIR光谱。（B）FNGs的透射电子显微镜（TEM）图像及（C）相应的粒径分布直方图。（D）FNGs分别分散在水、PBS和DMEM中一周内的流体动力学粒径变化。（E）FNG MNs的荧光显微镜图像。（F）多个FNG MNs和（G）单个FNG MNs的SEM图像。（H）三根平行FNG MNs的抗压强度。（I）预定时间点琼脂糖块内FNG MNs的光学显微镜图像，以及MNs完全分解后的琼脂糖块（最右侧图）。

（2）细胞相容性、组织穿透性和细胞迁移FNGs的特性

细胞毒性实验表明，FN浓度为100 μg/mL时，RAW264.7和L929细胞存活率均超过95%，证实FNGs具备优良细胞相容性（图2A-B）。流式细胞术显示，Cy5.5标记的FNGs与L929共培养4 h后，细胞内荧光强度显著高于游离FN组（图2C-D）。进一步采用内吞抑制剂预处理，均能显著降低FNGs摄取（图2E-F），表明摄取涉及脂质筏、网格蛋白、小窝蛋白等多种途径。功能层面，Western blot结果显示FNGs较游离FN更显著下调YAP蛋白表达（图3F-G）。三维多细胞球体渗透实验表明，FNGs的红色荧光信号分布更强、更均匀（图2G），归因于纳米胶体的优异流动性。细胞划痕实验进一步证实，FNGs处理后L929迁移率（67.4%）明显高于游离FN（53.0%）和PBS组（46.1%）（图2H-I）。

图2. FNGs的体外细胞相容性、细胞摄取、MCS渗透性以及促进细胞迁移能力的评估。Raw264.7（A）和L929（B）细胞经不同浓度FN的FNGs处理24小时后的存活率。（C）经PBS、游离FN或FNGs处理4小时的L929细胞的流式细胞术直方图，以及（D）其平均荧光强度（MFI）。（E）经游离FNGs处理4小时的L929细胞的流式细胞术直方图，以及（F）其平均荧光强度（MFI）。经不同内吞途径抑制剂预处理后，再与FNGs共孵育4小时的L929细胞的流式细胞术直方图及MFI。（G）经Cy5.5标记的FN或FNGs处理4小时的L929多细胞集落（MCS）的共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）图像。（H）经不同处理的划痕L929细胞在预定时间点（分别为0、12和24小时）的伤口愈合实验结果，顺利获得光学显微镜观察。（I）（H）中所示相对迁移面积的定量分析。

（3）FNGs的体外M2复极化和活性氧清除特性

慢性炎症和活性氧（ROS）水平升高是糖尿病创面与光损伤皮肤的共有微环境特征。顺利获得流式细胞术评估FN及FNGs对巨噬细胞极化的调控，游离FN和FNGs均能显著降低CD86（M1）表达并上调CD206（M2）表达，其中FNG组M2/M1比值最高（图3A-C），表明FNGs增强细胞摄取而具有更优的抗炎重极化效果。在H2O2诱导的L929细胞中，FNG处理显著降低DCFH-DA绿色荧光强度（图3D-E），证实其ROS清除依赖于细胞响应而非直接中和。FNG下调程度显著强于游离FN（图3F-G），该优势可归因于纳米制剂提高的细胞摄取效率。

图3. FNGs在调节巨噬细胞极化、清除活性氧（ROS）以及下调YAP表达中的应用。（A）流式细胞术分析显示，经脂多糖（LPS）激活的RAW264.7细胞在接受不同处理24小时后，CD86和CD206的表达水平。对（B）CD206+巨噬细胞的比例以及（C）M2/M1比值的定量分析。（D）H₂O₂刺激的L929细胞经不同处理24小时后的共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）图像。（E）H₂O₂刺激的L929细胞经不同处理后平均荧光强度（MFI）的定量分析。（F）L929细胞经不同处理24小时后YAP表达的Western blot分析。（G）经不同处理24小时后，L929细胞中YAP表达水平的定量分析。

（4）FNG纳米材料在缓解光老化损伤方面的治疗效果

在UVB诱导的光老化小鼠模型中（图4A），治疗后第14天，FNG MN组皮肤光滑无皱，与正常组相似，优于游离FN和FNG组（图4B）。组织学评估（H&E、Masson、EVG）表明，FNG MN使表皮厚度、胶原含量和弹性纤维状态显著恢复至接近正常水平（图4C-F）。免疫组化显示，FNG MN组TNF-α、IL-6和IL-1β分别下调78.9%、80.5%和76.6%，IL-10上调296.5%（图4G-I）。此外，FNG MN使MMP-3分泌减少22.8%（图4J）。综上，纳米凝胶与微针联合显著增强了FN的抗炎、抗氧化及ECM保护功效，为光老化治疗给予了高效递送平台。

（5）利用FNG磁纳米颗粒对糖尿病创面进行体内治疗1

为评估FN对慢性糖尿病创面的疗效，顺利获得链脲佐菌素诱导糖尿病大鼠并建立背部创面模型（图5A）。经PBS、FN、FNG或FNG MNs处理14天后，伤口闭合率分别为75.2%、89.5%、90%和99.1%（图5B-C），FNG MN疗效最优。组织学分析显示，FNG MN组H&E染色下皮肤附属器再生良好，Masson染色胶原沉积显著增加（图5D-E）。苦红素红染色表明FNG和FNG MN均促进Col-III向Col-I转化，Col-I/Col-III比值从PBS组的0.14升至FNG MN组的3.01（图5F-G）。

图5. 大鼠模型中糖尿病创面的体内治疗。（A）糖尿病全层创面模型的构建及治疗实验流程。（B）大鼠接受不同治疗后，在预定时间点拍摄的代表性创面图像及相应的创面愈合率（C）。（D）接受不同治疗后第14天糖尿病创面的H&E染色和马松染色图像。（E）不同治疗后第14天糖尿病创面胶原面积比例的定量分析。（F）不同治疗后第14天糖尿病创面胶原的皮克罗西里乌斯红染色图像。（G）不同治疗后第14天糖尿病创面I型胶原/III型胶原比值的定量分析。

（6）利用FNG磁纳米颗粒对糖尿病创面进行体内治疗2

免疫荧光显示，FNG MN组VEGF和CD31表达分别较阳性对照增加161.6%和93.9%（图6A-C），YAP下调51.4%（图6D-E），且CK19阳性毛囊密度最高（图6F-G）。进一步分析表明FNG MN下调角化相关Lce基因家族（图7B-E）。综上，微针辅助递送FNG顺利获得促进胶原重塑、血管新生、抑制YAP及毛囊再生，显著加速糖尿病创面愈合并改善皮肤超微结构恢复。

图6. 糖尿病创面体内免疫荧光评估。（A）不同治疗后第14天糖尿病创面中血管内皮生长因子（VEGF）和CD31的免疫荧光染色图。（B、C）不同治疗后第14天糖尿病创面中VEGF和CD31表达水平的定量分析。（D）不同治疗后第14天糖尿病创面中YAP的免疫荧光染色图。（E）不同治疗后第14天糖尿病创面中YAP表达水平的定量分析。（F）不同治疗后第14天糖尿病创面中CK19的免疫荧光染色图。（G）不同治疗后第14天糖尿病创面中CK19表达水平的定量分析。

（7）FNG纳米材料在促进抗皮肤光老化和伤口愈合中的分子机制1

为进一步探究FNG MNs的分子机制，分别对光老化和糖尿病创面模型皮肤组织进行转录组分析。光老化模型中，与阳性对照相比，FNG MN处理引起343个基因上调和727个下调（7A）。GO及GSEA分析表明角化和表皮发育相关过程下调（图7B-C），重叠分析进一步证实晚期角化包膜（Lce）基因家族广泛下调（图7D-E），提示FNG MN可缓解UVB诱发的炎症并恢复表皮稳态。

（8）FNG纳米材料在促进抗皮肤光老化和伤口愈合中的分子机制2

在糖尿病创面模型中，FNG MN组与对照组相比有509个基因上调和475个下调（图8A）。GO/GSEA显示血管生成、伤口愈合、表皮发育、皮肤屏障建立和毛囊生长等过程显著上调（图8B-C），重叠分析揭示Shh、Grh13和Foxn1等核心基因协同上调（图8D-E），表明FNG MN顺利获得激活多通路网络促进组织再生。综上，转录组学证实FNG MN在抗光老化和促创面愈合中具有多靶点调控优势。

图8. 经FNG MNs治疗的糖尿病创面转录组比较分析。（A）糖尿病创面经FNG MNs治疗14天后，与阳性对照组相比，上调和下调基因的火山图。（B）糖尿病创面经FNG MNs治疗14天后，与阳性对照组相比，差异表达基因（DEGs）的GO富集分析。（C）糖尿病创面经FNG MN治疗14天后，与阳性对照组相比相关GO过程的GSEA脊线图。（D） 糖尿病创面经FNG MN治疗14天后，与阳性对照组之间差异表达基因（DEGs）的重叠分析。（E）糖尿病创面经FNG MN治疗14天后，与阳性对照组之间差异表达基因的环形热图。