机械拉伸通过非单调调控巨噬细胞功能影响皮肤伤口愈合的机制研究

　　本研究为解决皮肤伤口愈合过程中机械应力调控机制不明确的问题，研究人员通过定制化细胞拉伸装置，系统探究了静态机械拉伸(MS)对巨噬细胞极化、分泌功能及YAP/TAZ信号通路的非单调调控作用，发现15%拉伸强度能最优促进M2型巨噬细胞极化并增强其促修复功能，通过条件培养基(MS-CM)显著加速皮肤细胞迁移和血管生成，为创伤修复治疗提供了新的力学调控策略。

　　

皮肤作为人体最大的器官，时刻承受着各种机械力的作用。在伤口愈合过程中，局部微环境的力学特性会发生显著改变，这些机械信号如何影响修复过程一直是科学家们关注的焦点。巨噬细胞作为伤口愈合的关键调控者，其表型可塑性直接影响修复结局，但机械力如何精确调控巨噬细胞功能仍存在大量未知。特别是在静态拉伸条件下，不同强度机械刺激对巨噬细胞极化和分泌功能的剂量效应关系尚不明确，这限制了基于力学调控的创伤治疗策略开发。

中国科学技术大学苏州生物医学工程技术研究所的研究人员通过创新性的实验设计，揭示了机械拉伸对巨噬细胞功能的非单调调控规律及其在皮肤伤口愈合中的应用价值，相关成果发表在《Cellular & Molecular Biology Letters》上。研究团队采用定制化细胞拉伸装置对THP-1来源的巨噬细胞施加7%、15%和21%三种强度的静态等轴拉伸，通过流式细胞术、Western blot等技术分析细胞表型和YAP/TAZ信号通路激活情况；收集条件培养基(MS-CM)后，运用划痕实验、管形成实验等方法评估其对皮肤细胞功能的影响；最后通过小鼠全层皮肤缺损模型验证治疗效果。

研究结果部分，"非单调性机械拉伸对巨噬细胞存活和表型的调控"显示，15%拉伸强度最能促进巨噬细胞存活(CCK8检测显示细胞数量显著增加)，同时显著提高M2/M1表型比例(流式检测CD206⁺细胞比例增加至约40%)，下调促炎因子TNF-α、IL-1β表达而上调抗炎因子IL-10、IL-4表达。"非单调性机械拉伸对力学YAP/TAZ通路的调控"部分证实，15%拉伸使YAP/TAZ核质比提高约3倍，下游靶基因CYR61和CTGF表达显著上调。"MS处理巨噬细胞分泌组对皮肤细胞的影响"部分发现，15% MS-CM使角质形成细胞迁移率提高约35%，内皮细胞管形成能力增强2倍，并显著促进成纤维细胞α-SMA和胶原分泌。"适度MS处理的巨噬细胞分泌组促进伤口愈合"的动物实验显示，15% MS-CM治疗组在第21天时伤口面积缩小约60%，新生血管密度提高3倍，I型胶原比例显著增加。

这项研究首次系统阐明了静态机械拉伸对巨噬细胞功能的非单调调控规律，发现中等强度(15%)拉伸可通过激活YAP/TAZ信号通路最优促进巨噬细胞向修复性M2表型转化。研究创新性地证明机械力调控的巨噬细胞分泌组能显著加速皮肤再生过程，为开发基于力学刺激的创伤修复疗法提供了重要理论依据。特别值得注意的是，研究揭示的"力学剂量-细胞响应"关系为临床组织扩张等治疗方案的参数优化提供了科学参考。这种通过调控先天免疫细胞力学微环境来改善组织再生的策略，也为其他纤维化疾病的治疗提供了新思路。