炎癥和抑郁是糖尿病的嚴重并發癥，它們相互作用形成反饋回路，阻礙糖尿病傷口愈合。電針灸等物理治療可有效控制全身炎癥，是緩解抑郁和減少藥物副作用的一種策略，但是對于傷口局部的療效有限。水凝膠微針可通過調節糖尿病傷口局部炎癥和免疫反應促進傷口愈合。此外，電信號的整合可以模擬自然的電生理特性，影響細胞行為并促進組織修復。然而，目前缺乏材料和電針灸協同作用的功能耦合，以及同時針對糖尿病傷口和緩解糖尿病引起的抑郁的治療策略。
近日，西南交通大學醫學院魯雄教授、謝超鳴研究員和成都市第三人民醫院主治醫師郭小川，提出了一種結合電針灸 (EA) 刺激大椎穴 (GV14) 和多酚介導的導電水凝膠微針的策略。這種方法有效地抑制了全身和局部炎癥，建立了一個良性循環，促進了糖尿病傷口組織和周圍神經的修復，并減輕了大鼠的抑郁樣行為。這種 EA 策略結合了多酚介導的抗炎和抗氧化作用，通過中斷炎癥-抑郁循環，為臨床糖尿病傷口管理提供了新的臨床視角。相關工作以“Conductive Polyphenol Microneedles Coupled with Electroacupuncture to Accelerate Wound Healing and Alleviate Depressive-like Behaviors in Diabetes”為題發表在《Bioactive Materials》。
圖1. 水凝膠微針制備示意圖及傷口修復機制。
圖2. 導電納米顆粒和水凝膠微針的物理化學性質表征。
圖3. 水凝膠微針的細胞相容性和免疫調節特性。
圖4. GV14的 EA 和水凝膠微針在糖尿病傷口修復中的協同作用。
圖5. GV14電針和水凝膠微針對糖尿病傷口SD大鼠抑郁樣行為的緩解作用。
利用 RNA 測序闡明了 GV14 處的 EA 與 DA-LBP-PPEDOT-GelMA 在促進糖尿病傷口修復方面的協同機制。信號通路分析表明，GV14 的 EA 與導電微針的結合增強了傷口組織和周圍神經的再生，并通過調節 P38MAPK、PI3K-AKT 和 FOXP3 信號通路發揮抗炎和抗抑郁作用。
DA-LBP-PPEDOT-GelMA (EA) 通過激活 PI3K-Akt 信號通路促進細胞增殖和分化，并調節神經元發育。還引發了與NGF及其相應受體相關的基因表達上調。這種表達增強會誘導電敏感蛋白 Grb2的激活，從而導致RAS 表達增加。NGF 刺激會促進 Rap1 激活，并且 RAS 和 Rap1 的協同作用會協同放大 PI3K-AKT 信號級聯中下游基因的表達。
此外，DA-LBP-PPEDOT-GelMA (EA) 治療可通過下調 FOXP3 水平來減輕大鼠的抑郁樣行為。GV14 處的 EA 與導電水凝膠微針的結合導致與轉化生長因子 β 及其受體相關的基因表達上調。這種激活會觸發 Smad 磷酸化，隨后導致下游 FOXP3 表達水平升高。
圖6. 與GV14處的EA和水凝膠微針相關的RNA測序分析。
原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2452199X24004857
- 西南交大魯雄/謝超鳴、蘇大李斌/林俊 Nat. Commun.：多酚介導粘附-潤滑水凝膠用于類風濕性關節炎的全周期治療 2025-03-27
- 四川大學劉瑾/王軍、西南交大謝超鳴 Nat. Commun.：多酚介導硫化氫氣體-生物電耦合水凝膠促進糖尿病牙周組織有序再生 2024-11-01
- 川大劉瑾/西南交大謝超鳴 ACS Nano：多酚介導貼片負載二甲雙胍-ZIF-8抑制干細胞衰老調控免疫微環境促進炎性牙周組織再生 2023-09-01
- 福州大學林子俺研究員團隊 AFM：一種具有自氧化特性的鄰位二羥基廣譜抗菌共價有機框架水凝膠用于促進糖尿病傷口愈合 2025-05-06
- 西安交大郭保林教授團隊 Adv. Mater.：具有自切換類酶活性的葡萄糖激活程序化水凝膠用于感染糖尿病傷口的自適應治療 2025-02-18
- 東南大學葛麗芹教授/劉玲教授 CEJ：多功能微針貼片與電刺激協同調節傷口微環境 促進感染糖尿病傷口愈合 2025-02-17
