胎盘源蛋白调控间充质干细胞成骨分化的机制研究与临床转化潜力

为解决骨缺损修复中自体移植局限性和生长因子依赖性问题，研究人员开发了人胎盘源蛋白(hPDPs)可注射凝胶。通过蛋白质组学分析发现hPDPs含THY1、GDF15等成骨刺激因子，体外实验证实其促进hMSCs成骨分化(OD)，动物模型显示异位成骨增强。机制研究揭示其通过BMP2/TGF-β信号通路和铁代谢通路发挥作用，为医疗废弃物转化为骨组织工程材料提供新策略。

　　

骨缺损修复一直是临床面临的重大挑战，全球每年约有1500万骨病患者需要治疗，相关医疗支出高达450亿美元。虽然自体骨移植被视为"金标准"，但存在供体部位二次损伤和来源有限等问题。传统生物材料又面临免疫排斥、生长因子成本高、半衰期短等瓶颈。在此背景下，山东大学等机构的研究团队将目光投向人胎盘这一富含蛋白质的医疗废弃物，开发出具有成骨诱导潜能的可注射hPDPs凝胶。

研究团队采用液质联用(LC-MS)进行蛋白质组学分析，通过qPCR和免疫荧光(IF)检测成骨标志物表达，结合RNA测序和KEGG/GO富集分析解析机制。hMSCs体外培养实验和异位成骨动物模型分别用于验证功能。

材料与方法
胎盘组织经胃蛋白酶消化提取hPDPs，冻干后复溶形成可注射凝胶。SEM显示其具有0.3-0.6μm的多孔结构，FTIR证实存在蛋白质特征峰。LC-MS鉴定出1076种蛋白质，通过STRING数据库分析成骨相关通路。

制备与表征
hPDPs凝胶的二级结构显示典型胺Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ带。关键成骨刺激因子包括THY1(CD90)、GDF15(生长分化因子15)、SPARC(骨连接素)等，其中155种蛋白参与成骨相关生物过程，100种蛋白涉及8条信号通路。

结论
研究发现hPDPs通过激活BMP2/TGF-β通路和铁代谢通路显著促进OD。其中GPNMB(跨膜糖蛋白NMB)、PARK7(DJ-1蛋白)、EFEMP1(纤维蛋白样细胞外基质蛋白1)等新靶点的发现，为理解复杂成骨网络提供新视角。该研究不仅实现医疗废弃物的高值化利用，更为开发具有自主知识产权的骨修复材料奠定基础。

讨论
与传统单一生长因子策略相比，hPDPs的多组分协同作用更接近生理性成骨过程。研究首次系统阐明胎盘蛋白通过调控微环境铁稳态促进成骨的新机制，其可注射特性符合微创治疗趋势。未来研究需进一步优化蛋白组合比例，建立标准化制备流程以推动临床转化。论文发表于《Tissue and Cell》，为再生医学领域提供创新性解决方案。