骨關(guān)節(jié)炎（OA） 是一種在高齡人群中發(fā)病率極高的退行性疾病 ，給社會(huì)帶來(lái)了沉重的負(fù)擔(dān) 。 OA 是由不可逆的軟骨磨損和損傷引起的，其 晚期 特征是 散發(fā)性的軟骨 損傷 ，伴隨軟骨整體變薄 ，治療極具挑戰(zhàn)性。 中晚期OA的治療難點(diǎn)在于軟骨損傷的再生，目前尚無(wú)有效實(shí)現(xiàn)辦法。臨床上嘗試采用微骨折手術(shù)為損傷部位提供可向軟骨分化的 實(shí)現(xiàn) 骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs） ，但是，該方法由于難以實(shí)現(xiàn)BMSC s 的富集及原位分化，因此生成的軟骨多為纖維化軟骨，無(wú)法 有效 提供正常軟骨具有的潤(rùn)滑及防護(hù)功能。

針對(duì)中晚期OA散發(fā)軟骨 損傷難 再生的 挑戰(zhàn)，中南大學(xué)湘雅醫(yī)院王運(yùn)佳團(tuán)隊(duì)，中國(guó)科學(xué)院上海高等研究院魯恒毅團(tuán)隊(duì)以及海軍軍醫(yī)大學(xué)上海長(zhǎng)征醫(yī)院王波團(tuán)隊(duì)合作開(kāi)發(fā)了一種具有靶向軟骨損傷部位并促進(jìn)軟骨再生的明膠甲基丙烯酸酯（TRG）微球，能夠原位招募來(lái)自軟骨下骨的自體骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞（BMSCs），并促進(jìn)其向軟骨細(xì)胞分化，實(shí)現(xiàn)僅需關(guān)節(jié)注射的中晚期OA治療。 相關(guān)工作以“ Local Recruitment of Autologous Stem Cells via a Targeting Microgel for Precise Cartilage Repair Without Surgery ”為題發(fā)表在《 Advanced Materials 》上 。

具體的， TRG 微球由 GelMA 基底、 轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子β親和肽（TGFβ-AP） 、以及 抗Ⅰ型膠原抗體（anti-COL1） 組成。 關(guān)節(jié)內(nèi)注射后，TRG 上的 anti-COL1 能夠精確識(shí)別并自主附著于分散的軟骨損傷部位，不受動(dòng)態(tài)生理環(huán)境的影響。同時(shí)，TRG 微球中的 TGFβ-AP 可捕獲內(nèi)源性 TGFβ，這是一種能招募 BMSCs 并通過(guò)上調(diào)軟骨生成基因促進(jìn)其向軟骨細(xì)胞分化，從而實(shí)現(xiàn)透明軟骨生成的生長(zhǎng)因子。 TRG微球各組分間通過(guò)化學(xué)鍵進(jìn)行連接，保證了其穩(wěn)定性。同時(shí)，TRG微球具有本征潤(rùn)滑性能，能夠有效避免軟骨損傷部位的近一步磨損。靶向?qū)嶒?yàn)也驗(yàn)證了TRG的軟骨損傷部位精準(zhǔn)定位功能。

圖1 TRG的原理圖

圖2 TRG的組分及靶向功能表征

細(xì)胞實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明，TRG中的 TGFβ -AP能夠有效的捕獲游離的 TGFβ ，從而實(shí)現(xiàn) TGFβ局部濃度 的 增高 。而 TGFβ局部濃度的增高 能 誘導(dǎo) 具有成軟骨分化潛能的骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 的 聚集 ，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)BMSCs的局部募集功能 。 此外，局部升高的TGFβ濃度又能促進(jìn)骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞向軟骨細(xì)胞分化，表現(xiàn)為COL2及SOX9的基因以及蛋白表達(dá)能力增加。

圖3 TRG微球的TGFβ捕獲能力表征

圖4 . TRG微球募集TGFβ促進(jìn)BMSCs向軟骨細(xì)胞分化

動(dòng)物實(shí)驗(yàn)的結(jié)果證明，僅通過(guò)一次關(guān)節(jié)注射，TRG微球就可有效的緩解中晚期OA鼠的臨床癥狀，并且切片的結(jié)果證明了軟骨修復(fù)的成功實(shí)現(xiàn)。 機(jī)理分析的結(jié)果顯示，軟骨修復(fù)是由損傷部位局部的干細(xì)胞富集和原位分化實(shí)現(xiàn)的。

圖 5 . TRG TRG微球促進(jìn)軟骨修復(fù) 動(dòng)物實(shí)驗(yàn)

圖 6 TRG微球促進(jìn)軟骨修復(fù)機(jī)理分析

這 種 基于注射的精準(zhǔn)修復(fù)策略 ， 能夠 在軟骨損傷部位 持續(xù)招募內(nèi)源性骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞 并增加骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞的成軟骨分化能力， 實(shí)現(xiàn)精確的軟骨再生，省去了復(fù)雜的侵入性操作和患者的不適 ， 具有臨床應(yīng)用的潛力，為再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域帶來(lái)新的視角。

https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/adma.202505544

來(lái)源：高分子科學(xué)前沿

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