A catalytic ROS-scavenging hydrogel (HGel) was developed to enhance the growth factor secretion and the therapeutic efficacy of human adipose-derived stem cells (hADSCs) in inflammatory environments. The HGel is composed of heparin and hyaluronic acid, further functionalized with hemin to endow superoxide dismutase and catalase activities. The functionalization of hemin enables the HGel to effectively scavenge ROS (superoxide and H2O2), thereby protecting encapsulated hADSCs from oxidative stress and maintaining their metabolic activities. As a result, the HGel enhanced growth factor secretion of hADSCs in inflammatory conditions compared to non-functionalized, bare heparin/hyaluronic acid hydrogel (Gel). The therapeutic efficacy of the hADSC-encapsulated HGel (C/HGel) was evaluated in a diabetic wound model. The C/HGel significantly accelerated wound closure, reduced ROS levels, mitigated inflammation, and promoted angiogenesis compared to the hADSC-encapsulated Gel (C/Gel) as well as the HGel itself. The HGel has the potential to be utilized as an excellent cell carrier for stem cell therapy in various inflammatory diseases. Overall, this study demonstrated a strategy of enhancing growth factor secretion from stem cells using catalytic antioxidant hydrogels for superior regenerative effects in cell therapy.

中文翻译：

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在炎症环境中使用酶促抗氧化水凝胶增强 ADSC 生长因子的分泌及其治疗效果


开发了一种催化 ROS 清除水凝胶 （HGel），用于增强人脂肪来源干细胞 （hADSC） 在炎症环境中的生长因子分泌和治疗效果。HGel 由肝素和透明质酸组成，进一步与血红素功能化以赋予超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性。血红素的功能化使 HGel 能够有效地清除 ROS（超氧化物和 H2O2），从而保护封装的 hADSCs 免受氧化应激并维持其代谢活性。因此，与非功能化的裸肝素/透明质酸水凝胶 （Gel） 相比，HGel 在炎症条件下增强了 hADSC 的生长因子分泌。在糖尿病伤口模型中评估了 hADSC 封装的 HGel （C/HGel） 的治疗效果。与 hADSC 封装的凝胶 （C/Gel） 以及 HGel 本身相比，C/HGel 显著加速了伤口闭合，降低了 ROS 水平，减轻了炎症，并促进了血管生成。HGel 有可能用作各种炎症性疾病干细胞治疗的优秀细胞载体。总体而言，本研究展示了一种使用催化抗氧化水凝胶增强干细胞生长因子分泌的策略，可在细胞疗法中实现卓越的再生效果。