南京工业大学毛宏理/顾忠伟教授、南京大学鼓楼医院孙凌云教授 AFM:负载干细胞磁性水凝胶逆转肝纤维化

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近日，南京工业大学毛宏理、郝莉莉、顾忠伟教授团队和南京大学附属鼓楼医院孙凌云教授团队等合作开发了一种新型负载干细胞磁性水凝胶贴片（MH0.5@C），结合外源磁刺激用于肝纤维化治疗。在外源磁场作用下，磁性水凝胶发生可控形变，并将其转化为作用于干细胞的磁致机械刺激，从而实现对干细胞生物学行为的高效调控。分子动力学模拟进一步揭示了水凝胶可控形变的微观机制，并为材料结构设计与性能优化提供了理论指导。该体系显著增强了干细胞的抗纤维化旁分泌功能，通过抑制肝星状细胞的异常活化并重塑炎症微环境，最终实现了肝纤维化的有效逆转。

2026年3月22日，相关研究以“Stem Cell-Laden Magnetic Hydrogels for Liver Fibrosis Reversal via Synergistic Magneto-Mechanical Stimulation”为题发表于《Advanced Functional Materials》上（Adv. Funct. Mater.2026;0:e18708）。南京工业大学为第一完成单位，南京工业大学博士生丁皓扬和南京大学博士后李佳翔为共同第一作者，南京工业大学毛宏理教授、郝莉莉副教授和南京大学附属鼓楼医院孙凌云教授为共同通讯作者。本研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金和江苏省自然科学基金的资助。

在该体系中，多巯基功能化磁性纳米粒子（IO@PTMP-PMAA）作为纳米交联剂引入网络结构，构建了具有优异生物相容性和可调机械性能的仿生蛋白/多糖基磁性水凝胶（图1）。分子动力学模拟进一步揭示了纳米粒子浓度对水凝胶网络交联拓扑结构的调控机制，从而确定了兼具优良力学性能与磁响应性的最优配方（图2）。体外研究表明，在外源磁刺激作用下，该体系通过激活PI3K/Akt/mTOR信号通路特异性上调hUC-MSCs分泌关键抗纤维化旁分泌因子（HGF和PGE₂），从而显著抑制肝星状细胞的活化并促进巨噬细胞向M2型表型极化（图3）。体内实验进一步表明，该治疗策略能够显著重塑肝小叶结构、抑制胶原生成，并有效调控肝脏炎症相关因子表达，从而促进肝脏稳态的恢复（图4）。

图1. 磁介导干细胞疗法示意图

图2.磁性水凝胶的磁致形变性能评估

图3. 负载干细胞磁性水凝胶对肝星状细胞活化与巨噬细胞极化的体外调控

图4. 负载干细胞磁性贴片的体内抗肝纤维化疗效评估

总体而言，这种基于多层级磁-机械-生物调控的治疗策略实现了对干细胞旁分泌活性的远程精准调控，并成功逆转了纤维化进程，为肝纤维化的临床治疗提供了一种具有时空可控性的潜在解决方案。

原文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adfm.202518708

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