摘要
皮肤是人体中的第一道防线，帮助人体避免遭受来自外界的物理、化学、生物等各种刺激因素带来的损伤。皮肤的屏障作用对保持体内环境的稳定至关重要，而完整的皮肤结构是皮肤发挥屏障作用的前提。皮肤最易受到损伤。损伤的原因可能是多种多样的：外伤，手术，高温，化学物质或者生物因素损伤等。伤口愈合过程可能为患者带来痛苦，难以愈合的伤口还常常伴随着感染的风险。愈合不良的伤口往往留下突出的瘢痕，严重影响患者的生理、心理健康。加速伤口愈合，减轻瘢痕，是学者们迫切希望解决的复杂问题。 近几年，不同的生物医学领域已开始广泛应用核酸纳米技术，并取得了一些成就，特别是在组织工程方面进展颇丰。而DNA纳米折纸技术由于其具有可编辑性和DNA分子的生物相容性，吸引了学者们的目光。其中，四面体框架核酸（tFNAs）是一种可以自组装的核酸纳米材料，易于被合成和利用，且具有良好的生物亲和性和生物安全性。在现有研究中，关于核酸纳米材料直接应用于皮肤修复的报告极少，故在本研究中，我们关于tFNAs在皮肤创面愈合中的作用进行了以下两部分实验： 1、tFNAs对角质形成细胞系（HaCaT）和表皮成纤维细胞系（HSF）的生物学行为的影响：我们采用毛细管电泳验证了tFNAs的成功合成，采用透射电镜（TEM）观察合成的tFNAs的分子形态，并用纳米粒度电位仪确定其zeta电位以及粒径。用Cy5-tFNAs处理细胞后，共聚焦显微镜下观测到，Cy5-tFNAs能够大量进入HaCaT细胞及HSF细胞。随后，CCK8实验证明了tFNAs可以促进HaCaT和HSF细胞的增殖，且最佳浓度为125nM；流式细胞术证实了125nM的tFNAs对HaCaT细胞和HSF细胞的细胞周期都有调节的作用。划痕实验结果证明125nM也是tFNAs促进这两种细胞迁移的最佳浓度。WB，qPCR和ELISA实验结果显示，125nMtFNAs可以通过上调HaCaT和HSF细胞内AKT信号通路的磷酸化水平，激活AKT信号通路，减少HaCaT细胞内炎性因子（如TNF-α和IL-1β）的表达，促进HSF细胞释放生长因子（如bFGF和VEGF）。 2、tFNAs对大鼠皮肤创面愈合过程的影响：为了探究tFNAs在动物皮肤伤口愈合过程中的作用，我们在SD大鼠上构建了背部全厚伤口的自体对照模型。麻醉SD大鼠并备皮后，于大鼠背部取左右对称的两处直径10mm的圆形全厚皮肤后，此后1周内，每日于左侧伤口处皮下多点注射100μL生理盐水，同时右侧伤口处以同样方式给予125nMtFNAs生理盐水溶液。于术后第0、3、7、14、21天，拍照并记录大鼠皮肤伤口愈合情况。于14天及21天处死大鼠后，取大鼠伤口处皮肤样本，进行Hamp;E、Masson染色以及免疫荧光染色，观察伤口愈合质量。我们发现，与生理盐水组相比，皮下注射tFNAs时大鼠创面表现出更快的愈合速度，且完全愈合后产生的瘢痕更小。同时，Hamp;E染色显示，tFNAs组炎细胞浸润更少，上皮形成更厚。Masson染色提示tFNAs皮下注射可以显著降低皮肤纤维化的发生率。免疫荧光染色证明，tFNAs处理组相对于生理盐水组，伤口附近产生的TNF-α和IL-1β更少，说明炎症情况更轻。 综上所述，tFNAs可以通过上调HaCaT和HSF细胞内AKT信号通路的磷酸化水平来促进这两种细胞的增殖和迁移能力，并减少炎症因子的产生，促进生长因子的释放。除此之外，tFNAs可以加速大鼠皮肤伤口愈合，并通过减轻炎症和纤维化的发生来抑制皮肤瘢痕的形成。因此，我们认为tFNAs作为一种促进皮肤再生的新型核酸纳米材料，可以为颌面部皮肤缺损的修复与再生提供新思路。
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