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每年有數以億計的人遭受到皮膚組織損傷，包括意外損傷、外科損傷、慢性潰瘍等，嚴重者會導致截肢甚至威脅生命。縫合是目前的臨床上封閉傷口首選的方法。然而，傷口縫合在手術過程中耗時較長，拆線會導致組織二次傷害，易導致疤痕增生、攣縮和感染等風險。組織粘合劑的發明給外科手術帶來巨大技術進步。目前，臨床上廣泛應用的組織粘合劑主要是化學合成的氰基丙烯酸酯類和纖維蛋白膠類。氰基丙烯酸酯類粘合劑具有很強的粘附性能，但是存在降解緩慢，毒副作用等缺點。纖維蛋白粘合劑具有很好的生物組織相容性，但是由于粘附性較弱，應用于一些局部應力較小的組織區域，故應用范圍受限。因此，臨床上亟需生物兼容性好、粘合力大且潛在風險低的組織粘合劑。

中國科學院昆明植物研究所植物化學與西部植物資源持續利用國家重點實驗天然聚糖新藥研發專題組吳明一團隊聚焦于天然多糖的結構與功能的關鍵科學問題，系統開展天然聚糖的純化制備、結構解析、藥理活性以及成藥性評價等新藥發現相關的基礎研究，以期為天然來源的糖類創新藥物的研發奠定基礎。近年來，研究團隊從數十種中藥資源中發現了一些結構新穎、活性顯著的天然多糖，制備并解析了多花黃精（Polygonatum cyrtonema）的果聚糖與半乳聚糖的化學結構，并發現這兩個多糖均具有顯著地促進腸道益生菌增殖活性 (Carbohydrate Polymers, 2021, 267, 118219)；闡明了小白及（Bletilla formosana）的葡甘聚糖的化學結構，發現其具有較好的抗炎活性（Carbohydrate Polymers, 2022, 292, 119694）；發現了白玉蝸牛（Achatina fulica）腹足中富含結構規則的肝素類糖胺聚糖，該多糖可顯著促進糖尿病慢性傷口的愈合（Carbohydrate Polymers, 2020, 247,116682）。

近日，該專題組從白玉蝸牛粘液中發現一種天然的多糖基粘合劑（dried Snail Mucus Gel, d-SMG），發現其對濕潤組織具有較強的粘附性能，優于臨床使用的纖維蛋白膠。為了闡明d-SMG成膠性與粘附性的內在機制，進一步對其成分進行了系統的鑒定與分析，發現d-SMG主要由類肝素的蝸牛糖胺聚糖與蝸牛蛋白質等生物大分子組成，其中的新型糖胺聚糖為其主要有效活性組分；多糖與蛋白質組成的獨特雙網絡凝膠體系，使得蝸牛粘液具有突出的水凝膠性能以及強效的組織粘附性。

進一步的動物實驗研究顯示，該天然粘合劑d-SMG促進急性皮膚損傷以及糖尿病慢性傷口愈合，效果優于臨床上廣泛使用的藻酸鹽敷料。組織染色和免疫組化等分析表明，天然水凝膠顯著加快慢性傷口的肉芽組織新生、血管新生以及膠原沉積，并顯著下調組織中TNF-α、IFN-γ、IL-6等炎性細胞因子表達水平。深入的機制研究揭示，該水凝膠通過上調信號傳導及轉錄激活蛋白3（Signal Transducer and Activator of Transcription, STAT3）的磷酸化水平，促使巨噬細胞向抗炎M2表型極化，緩解慢性傷口處的炎癥反應，促進慢性傷口向增殖期過渡，從而加快傷口愈合。

圖1. d-SMG促進糖尿病大鼠皮膚創面愈合。a 糖尿病大鼠傷口模型示意圖；b 各組傷口愈合過程；c 各組傷口愈合率統計圖；d 各實驗組在第7天與14天時傷口組織的H&E染色切片；e 各組肉芽組織厚度統計圖；f 各實驗組在第7天與14天時傷口組織的馬松染色切片；g 各組傷口組織膠原沉積率統計圖；h 各組傷口組織的血管（CD31與α-SMA）免疫熒光圖像；i 傷口肉芽組織中新生血管數量統計圖；j 傷口肉芽組織中血管直徑統計圖。

圖2. d-SMG促進皮膚傷口愈合的機制

該研究結果對新一代生物醫用粘合劑的開發具有一定的啟發意義，亦為普通皮膚傷口以及臨床難治愈的糖尿病足潰瘍等皮膚疾病的治療提供了一種新思路。研究以“A natural biological adhesive from snail mucus for wound repair”為題，在線發表在Nature Communications上（Nat. Commun. 2023, 14: 396）。吳明一專題組的鄧拓博士研究生為本論文的第一作者，吳明一研究員為論文通訊作者。此外，此愈合皮膚傷口的天然醫用粘合劑已申請發明專利保護（CN114668887A）。該研究工作得到了國家高層次人才特殊支持計劃青年拔尖人才、國家自然科學基金、云南省科技廳與中國科學院等項目的資助，還得到了上海臻臣化妝品有限公司的大力支持。

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