通过双重修饰的水凝胶（负载有经过基因工程改造的干细胞）原位供应和固定糖胺聚糖，以减缓椎间盘退化

《ACS Nano》：In Situ Supply and Anchoring of Glycosaminoglycan by Dual-Modified Hydrogel Loaded with Glycoengineered Stem Cells for Attenuating Disc Degeneration

间质干细胞通过改造的透明质酸水凝胶（Pep-aGel）实现椎间盘退行性病变修复，其搭载的胶原蛋白模拟肽（GFOGER）促进干细胞分化为NP样细胞，同时水凝胶的氨基化修饰增强细胞分泌的糖胺聚糖锚定，形成仿生NP纳米结构，显著改善鼠类模型椎间盘高度和ECM含量。

　　

干细胞在修复椎间盘退变（IVDD）中退化的髓核（NP）方面具有巨大潜力，它们可以通过分化为类似髓核的细胞并补充细胞外基质（ECM）来实现这一目标。然而，退化髓核中的恶劣环境导致干细胞存活率低、分化效率低以及基质分解加剧，从而阻碍了干细胞的长期移植和治疗效果。本文制备了一种基于透明质酸（HA）的水凝胶（Pep-aGel），该水凝胶经过胶原蛋白模拟肽和氨基化的修饰，可用于输送经过基因工程改造的干细胞以修复髓核。这种名为GFOGER的肽含有胶原蛋白的整合素识别序列，能够选择性结合到经过基因工程改造的干细胞中上调的整合素-β1上，从而促进干细胞向类似髓核的细胞方向分化。氨基化处理在水凝胶中引入了氨基基团，进一步增强了细胞分泌的糖胺聚糖（GAGs）与HA链的结合，模拟了Aggrecan的生物合成过程，在水凝胶中形成了类似髓核的纳米结构。将经过基因工程改造的干细胞加载到Pep-aGel中后，该水凝胶具备可注射的特性，并显著改善了大鼠退化椎间盘的椎间盘高度、细胞外基质含量以及GAG沉积情况。这种方法建立了一个自给自足的系统，包括髓核细胞的补充、原位ECM的供应以及GAG的锚定，可能为IVDD的再生提供一种简洁而协同的策略。