免疫调控是哺乳类动物身上发生损伤后触发的一种重要的响应反应，对于后期损伤组织的修复和再生具有重要意义。免疫调控的过程涉及一系列免疫细胞的参与，其中巨噬细胞起着十分重要的作用，并与其表型密切相关。正常情况下，当组织发生损伤后，组织部位会募集大量巨噬细胞，并极化为M1（促炎）型巨噬细胞释放出各种炎症因子，形成初期的炎症环境，杀菌并清除异物。之后，巨噬细胞会极化为M2（促修复）型巨噬细胞，分泌抗炎因子抑制炎症，并促进组织修复再生。基于此，浙江大学高长有教授团队构建了不同表型的巨噬细胞膜包覆修饰的聚己内酯（PCL）纳米纤维膜，以期利用不同表型巨噬细胞膜原有的免疫调控功能来进一步探究复合材料在体内外对于免疫调控的影响。

图1 巨噬细胞膜包覆修饰的PCL纳米纤维膜植入小鼠皮下组织对于巨噬细胞的表型调控影响

  该研究将将不同表型巨噬细胞膜包覆修饰的PCL纳米纤维膜（PCL、M0-PCL、M1-PCL和M2-PCL纤维膜材料组）植入小鼠皮下组织，观察其在体内植入3天或7天后的免疫调控效果。结果表明，相较于纯PCL、M0-PCL和M1-PCL纤维膜材料组，M2-PCL纤维膜材料组植入皮下后引起的细胞浸润程度最小、形成的覆膜胶原纤维组织最薄，并且能够显著抑制TNF-α、CCL-2等炎症因子的表达并促进Arg-1、IL-10等抗炎因子的表达。M2-PCL纤维膜材料具备抗炎效果的可能原因在于修饰的M2表型细胞膜上存在更多的表面炎症因子受体，可以吸附组织微环境中过量的炎症因子从而抑制Toll样受体（TLRs）的活化，并进一步抑制下游通路中的Nfkbiz和IRF-5（其靶向基因为IFN-β和iNOS等炎症因子）。

图2 相较于PCL纤维膜材料组，巨噬细胞膜包覆修饰的PCL纤维膜材料，特别是M2-PCL材料组，体内外实验中均能降低炎症因子和促进抗炎因子的表达。此图直观展现了包膜和不包膜材料的对比情况及涉及的相关作用通路。

作者简介：

  本文通讯作者为高长有教授。浙江大学求是特聘教授。主要从事组织修复与再生材料及其应用（骨/软骨、皮肤、心肌、神经、关节炎、肺炎）研究，近年侧重在组织微环境响应性、自适应性组织再生材料、炎症调控材料、梯度材料调控细胞迁移和分化研究。先后以第一完成人获浙江省自然科学一等奖2项、二等奖1项。现任中国生物材料学会副理事长，中国生物医学工程学会组织工程与再生医学分会、生物材料分会副主任委员，国际生物材料学会（IUSBSE）、美国医学与生物工程院（AIBME）Fellow。

  课题组主页：http://tac.polymer.zju.edu.cn/biomaterials/

论文信息：

J. R. Nakkala, Y. Y. Duan, J. Ding et al., Macrophage membrane-functionalized nanofibrous mats and their immunomodulatory effects on macrophage polarization, Acta Biomaterialia, 2021.

https://doi.org/10.1016/j.actbio.2021.12.026

该研究得到浙江省自然科学基金（LD21E030001）、国家自然科学基金（51873188）和中央高校基本科研基金（2020XZZX004-01）的资助。