受中性粒细胞胞外诱捕网（neutrophil extracellular traps, NETs）中DNA网络能够粘附红细胞与血小板并形成血栓，实现高效止血的启发，宋杰课题组与浙江大学俞梦飞团队、新加坡国立大学David Tai Leong团队合作研发了一种兼具液体吸收、湿组织黏附及富集血细胞等功能于一体的DNA水凝胶绷带用于不可压缩性伤口止血和创面愈合，相关研究论文Neutrophil Extracellular Traps-inspired DNA Hydrogel for Wound Hemostatic Adjuvant在线发表于Nature Communications杂志。
重大外科手术、交通事故中发生的不可控出血，常常会导致严重后果。现有的止血剂对深部不可压缩伤口的出血难以起到及时而有效的控制。促凝剂的加入、高度压缩并形状记忆的材料及原位交联水凝胶等的开发，为止血材料的发展提供了新的思路。此外，止血后的伤口愈合效果同样值得关注，确保止血用的生物材料的生物相容性，并了解它们与宿主之间的相互作用，对于其在临床上的成功应用至关重要。
DNA水凝胶制备与吸水膨胀（中国科学院杭州医学研究所供图）
在该项研究中，宋杰课题组以天然提取的鲑鱼精DNA为原材料，利用化学交联手段制备的水凝胶，亲水性良好，且具有相互连接的孔隙结构，表现出强液体吸收能力与体积膨胀能力，能够快速填充有限空间。
宋杰课题组进一步利用流式细胞术、转录组测序等方法探究了DNA凝胶网络在溶胀、血小板富集及活化，到最终止血，这一完整过程中所发生的分子生物学过程。流式细胞术分析发现，DNA水凝胶处理能够血小板活化的比例，且血小板表面的糖蛋白IIb/IIIa复合物发生构型转变，提高了与粘附蛋白之间的亲和力提高，并发生特异性结合，加速血小板聚集。此外，DNA凝胶处理的血液样品中，初始凝血信号触发后止血相关基因的表达显著上调，凝血酶与活化的凝血因子VII含量均提高。其中可能发生的凝血机制推断为，带负电荷的DNA水凝胶与血液接触后，将激活因子VII激活蛋白酶（FSAP），并进一步激活血液中的凝血因子VII，富集血小板。一旦最初的凝血信号被触发，止血相关基因的表达明显上调，进一步将纤维蛋白原转化为纤维蛋白，并与血小板膜表面的GPIIb/IIIa复合物结合，刺激Src家族激酶（SFK）激活。随后，α-颗粒、致密颗粒和溶酶体被进一步释放到微环境中，引发广泛的凝血级联反应，促进血凝块的形成。
在这项研究中，宋杰课题组利用DNA材料构建的仿生凝胶网络，具有强液体吸收能力与体积膨胀能力，能够像绷带一样作为物理屏障减缓血流。以商用明胶海绵为对照，系统性地探究了DNA水凝胶的生物相容性、体内外凝血能力与促进伤口愈合性能。DNA水凝胶具有对血细胞粘附、聚集及血小板激活能力，在大鼠创伤模型尤其是深部不可压缩性肝脏出血模型中表现出优异的促进止血性能，在全层皮肤切除模型中能够加快伤口愈合与皮肤再生。总之，该研究为止血生物材料提供了一种简单而具有广阔前景的应用策略。（中国科学院杭州医学研究所）
（注：此文属于央广网登载的商业信息，文章内容不代表本网观点，仅供参考。）