Cell Stem Cell:给软骨细胞一个“氢气球”,上海交通大学何前军等团队提出无药软骨修复新思路

  • 2026-03-31 15:27
  • 来源:医药资讯网
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骨关节炎(OA)的炎性病理微环境降解干细胞衍生移植物的细胞状态和功能,并成为开发有效细胞疗法的主要障碍。

2026年3月26日,上海交通大学何前军、中国科学院深圳先进技术研究院唐为共同通讯在Cell Stem Cell(IF=20.4)在线发表题为Preservation of chondrocyte microspheroids by local sustained hydrogen supply improves osteoarthritic cartilage repair的研究论文。该研究发现通过局部持续氢供应保存软骨细胞微球体改善骨关节炎软骨修复。

研究发现,持续的H2供应可以在骨关节炎的不利病理微环境中保持移植软骨细胞的存活力和表型,通过构建了释放H2、包裹软骨细胞的水凝胶移植物,从而实现了羊骨关节炎软骨缺损的快速有效修复和6个月内骨关节炎进展的逆转。

细胞移植是一种治疗策略,通过将健康的功能细胞移植到疾病病灶来修复受损组织或帮助组织自我修复/再生。这种方法特别适用于再生能力有限的组织/器官缺损和代谢障碍,包括糖尿病的胰岛细胞移植、急性肝衰竭的肝细胞移植和软骨缺损的软骨细胞移植。

干细胞疗法因其广泛的扩增潜力和干细胞的多向分化能力而具有巨大的应用前景,但防止其意外的体内分化至关重要。移植前的体外诱导分化是一种既定策略。然而,移植细胞在炎症微环境中的生存能力和功能的快速丧失极大地限制了它们的治疗效果,成为巨大的临床挑战。

作为最不利的病理微环境之一,骨关节炎(OA)的特征是活性氧(ROS)、多种炎症细胞因子和基质降解酶的过度表达。这种动态微环境引发了一系列破坏性过程,包括氧化应激、软骨细胞外基质退化和滑膜炎症,这很容易使关节软骨修复的细胞移植无效。

通常,软骨损伤诱导的OA会引发软骨退化和OA进展之间的恶性循环,这在临床上很难阻止或逆转。软骨组织表现出极其有限的自我再生能力,主要是由于其无血管、非动脉瘤和无软骨的结构性质。

机理模式图(图源自Cell Stem Cell

在这里,研究人员表明骨髓来源的间充质干细胞(BMSC)来源的软骨细胞微球体(CMSs)的生存力和透明软骨表型可以在持续H2供应的球化过程中和骨关节炎微环境中得到有效保存。因此,开发了TiSi2纳米片(TSN ),它通过水解产生持续(> 2个月)高剂量的H2,并通过将TSN和CMSs封装在光交联水凝胶(凝胶)中来构建释放H2的水凝胶移植物(TSN/CMS-凝胶)。

TSN/CMS-凝胶的移植在啮齿类动物OA模型中实现了软骨细胞的强存活,并促进了羊骨关节炎临界尺寸软骨缺损的快速和有效修复,以及在6个月内骨关节炎进展的逆转。总之,该研究表明,在病理微环境中局部维持H2介导的移植软骨细胞保存的策略为提高细胞移植结果提供了新的机会。

参考消息:https://www.cell.com/cell-stem-cell/fulltext/S1934-5909(26)00112-8


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