《Nature Communications》：Lymphatic–stem cell crosstalk promotes tendon regeneration via Notch1–Srebp2–mediated cholesterol metabolism
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肌腱损伤后常因纤维化瘢痕愈合导致功能受限，其再生机制尚不明确。本研究聚焦于肌腱干细胞（TSPC）微环境，发现淋巴管内皮细胞（LEC）是关键的再生生态位。研究人员揭示了LEC通过分泌Reelin，激活TSPC中的VLDLR-DAB1-Notch1-Srebp2信号轴，调控胆固醇代谢，从而维持TSPC干性并促进肌腱再生。该研究不仅阐明了淋巴管在肌腱再生中的关键作用，还为开发基于Reelin的纳米缓释系统治疗肌腱损伤提供了新策略。
肌腱，作为连接肌肉与骨骼的关键结构，在运动功能中扮演着至关重要的角色。然而，肌腱是一种典型的“低营养”组织，其内部血管分布稀疏，导致损伤后修复能力极其有限。无论是运动损伤还是年龄相关的退行性病变，肌腱损伤都极为常见，且往往伴随着纤维化瘢痕愈合，而非功能性再生。这种瘢痕组织力学性能差，极易导致肌腱功能丧失和再次断裂，给全球医疗系统带来了沉重的负担。因此，深入理解肌腱再生的内在机制，并开发有效的促再生疗法，是骨科和运动医学领域亟待解决的重大挑战。
长期以来，肌腱的修复主要依赖于内部的肌腱干细胞/祖细胞（Tendon Stem/Progenitor Cells, TSPCs）。这些细胞具有自我更新和多向分化潜能，是维持肌腱稳态和修复损伤的核心力量。然而，TSPCs的功能受到其周围微环境（即“生态位”）的严格调控。在成人肌腱中，TSPCs的再生能力显著下降，导致损伤后修复以瘢痕为主。相比之下，新生儿的肌腱却展现出强大的再生能力。这种差异提示我们，在新生儿的肌腱中可能存在一个独特的、能够支持TSPCs发挥再生潜能的微环境。那么，这个关键的再生微环境究竟由哪些细胞构成？它们又是如何调控TSPCs命运的？这些问题成为了该领域研究的焦点。
近年来，除了传统的血管系统，淋巴管在组织稳态和再生中的作用逐渐受到关注。淋巴管不仅是组织液引流和免疫细胞运输的通道，更被发现在肠道、皮肤等组织中作为干细胞生态位，通过分泌信号分子（即“淋巴管分泌”信号）调控干细胞功能。然而，在肌腱这一低血管化组织中，淋巴管的存在及其功能却长期被忽视。它们是否也构成了TSPCs的生态位？如果是，它们又是通过何种机制来促进肌腱再生的？
为了回答这些问题，来自北京大学口腔医院的研究团队在《Nature Communications》杂志上发表了一项题为“Lymphatic-stem cell crosstalk promotes tendon regeneration via Notch1-Srebp2-mediated cholesterol metabolism”的研究。该研究首次揭示了淋巴管内皮细胞（Lymphatic Endothelial Cells, LECs）是肌腱干细胞的关键生态位，并阐明了LECs通过分泌Reelin蛋白，激活TSPCs中的Notch1-Srebp2信号轴，进而调控胆固醇代谢，最终促进肌腱再生的全新分子机制。更为重要的是，研究人员还开发了一种基于介孔二氧化硅纳米颗粒（Mesoporous Silica Nanoparticles, MSNs）的Reelin缓释系统，并在小鼠和兔子模型中成功验证了其促进肌腱再生的治疗潜力。
关键技术方法
本研究综合运用了多种前沿技术手段。在细胞层面，研究人员通过单细胞RNA测序（scRNA-seq）分析了新生和成年小鼠肌腱损伤前后的细胞图谱，并利用CellChat等生物信息学工具预测了细胞间的相互作用。在动物模型方面，研究团队构建了多种基因敲除小鼠（如Reln-/-、Prox1-CreERT2; ReInf/f和Vldlr-CreERT2; tdTomato小鼠），并建立了小鼠跟腱横断损伤模型和兔跟腱损伤模型。为了在三维水平上清晰观察肌腱中的淋巴管网络，研究人员采用了改良的透明包埋溶剂系统（Transparent Embedding Solvent System, TESOS）进行组织透明化处理，并结合高分辨率共聚焦显微镜进行成像。在机制探索上，研究运用了蛋白质印迹（Western blot）、免疫共沉淀（Co-IP）、染色质免疫沉淀（CUT&Tag）等技术，深入解析了Reelin-VLDLR-DAB1-Notch1-Srebp2信号通路。最后，研究人员合成了具有核-锥形孔结构的介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs）用于装载和缓释Reelin蛋白，并评估了其在体内的治疗效果。
研究结果
1. 淋巴管内皮细胞是肌腱干细胞的关键生态位
为了寻找调控肌腱再生的关键细胞，研究人员首先对新生和成年小鼠的肌腱进行了单细胞RNA测序分析。结果发现，在肌腱损伤后，淋巴管内皮细胞（LECs）与肌腱细胞之间的相互作用显著增强。通过改良的组织透明化技术（TESOS），研究人员首次在三维水平上清晰地观察到了肌腱中存在的淋巴管网络。这些淋巴管在生理状态下主要分布在肌腱的浅层鞘膜中，而在损伤后，它们会显著扩张并深入到肌腱实质内部。进一步的分析表明，LECs是肌腱干细胞（TSCs）的关键信号来源，它们通过分泌一种名为Reelin的糖蛋白来调控TSCs的命运。
2. Reelin信号对于肌腱再生至关重要
为了验证Reelin的功能，研究人员构建了Reelin基因敲除（Reln-/-）小鼠。结果发现，Reln-/-小鼠的肌腱发育不良，且损伤后再生能力严重受损，表现为胶原纤维排列紊乱、力学性能下降以及炎症反应加剧。为了进一步明确Reelin的来源，研究人员又构建了LECs特异性敲除Reelin的小鼠（Prox1-CreERT2; ReInf/f）。这些小鼠在生理状态下肌腱发育正常，但在损伤后同样表现出肌腱再生障碍，这直接证明了LECs来源的Reelin对于肌腱再生是必需的。
3. VLDLR+细胞是关键的再生性肌腱干细胞亚群
接下来，研究人员探究了Reelin是如何作用于TSPCs的。他们发现，Reelin的受体之一——极低密度脂蛋白受体（Very Low-Density Lipoprotein Receptor, VLDLR）在TSCs中高表达。通过构建Vldlr-CreERT2; tdTomato小鼠进行谱系示踪，研究人员证实，VLDLR+的TSPCs具有更强的增殖和成腱分化能力，并且在损伤后能够大量迁移到损伤区域，是肌腱再生的主要贡献者。更重要的是，在LECs特异性敲除Reelin的小鼠中，VLDLR+细胞的增殖能力显著下降，这再次印证了LECs来源的Reelin对于维持VLDLR+TSPCs的干性至关重要。
4. Reelin通过Notch1-Srebp2信号轴调控胆固醇代谢
在分子机制层面，研究人员发现Reelin与其受体VLDLR结合后，会招募并磷酸化下游的衔接蛋白DAB1。磷酸化的DAB1能够与Notch1蛋白的胞内结构域（NICD）结合，并抑制其泛素化降解，从而稳定并激活Notch1信号通路。活化的Notch1信号进一步上调了胆固醇代谢的关键转录因子Srebp2的表达，最终促进了TSPCs的胆固醇合成。功能实验表明，阻断Notch1信号或敲低Srebp2均能逆转Reelin对TSPCs成腱分化的促进作用，证明Reelin正是通过Notch1-Srebp2介导的胆固醇代谢来维持TSPCs的干性并促进其分化的。
5. 基于纳米材料的Reelin缓释系统有效促进肌腱再生
最后，研究人员将这一发现转化为治疗策略。他们设计并合成了具有核-锥形孔结构的介孔二氧化硅纳米颗粒（MSNs），该材料能够高效装载Reelin蛋白并实现缓慢释放。在体外实验中，装载了Reelin的MSNs能够显著促进TSPCs的增殖和分化。在体内实验中，将Reelin-MSNs复合水凝胶应用于小鼠和兔子的跟腱损伤模型，结果显示该治疗组能够显著改善肌腱的再生质量，包括胶原纤维排列更有序、力学性能更优以及炎症反应更轻，证明了该策略具有良好的转化应用前景。
结论与展望
本研究首次系统性地揭示了淋巴管在肌腱再生中的核心作用，并阐明了LECs通过分泌Reelin，激活TSPCs中的VLDLR-DAB1-Notch1-Srebp2信号轴，进而调控胆固醇代谢，最终促进肌腱再生的全新分子机制。这一发现不仅深化了我们对肌腱干细胞微环境的理解，也为治疗肌腱损伤提供了新的靶点。更重要的是，研究人员开发的基于介孔二氧化硅纳米颗粒的Reelin缓释系统，在小鼠和兔子模型中均展现出优异的促再生效果，为开发新型肌腱再生疗法奠定了坚实的基础。未来，进一步探索其他淋巴管分泌因子以及代谢调控在组织再生中的作用，将为优化再生治疗策略提供更多可能。
