M2巨噬细胞来源LncRNA编码肽功能梯度支架的机制与治疗评估:促进肩袖修复的多维协同策略

【字体: 时间:2025年06月22日 来源:Bioactive Materials 18

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  为解决肩袖损伤术后高再撕裂率及界面再生难题,研究人员开发了负载M2巨噬细胞衍生肽MDP1和羟基磷灰石(HA)的功能梯度电纺支架。该支架通过STAT3/STAT6通路调控巨噬细胞极化,抑制炎症并促进肌腱-骨界面再生,动物实验显示其使IL-6+区域减少66.5%,杨氏模量提升32.6%,为肩袖修复提供了兼具力学支撑与免疫调节的创新解决方案。

  

肩袖撕裂是常见的运动系统损伤,其修复面临两大核心挑战:一是术后再撕裂率高达13%-94%,主要由于手术无法重建肌腱-骨界面的梯度结构;二是持续炎症导致纤维化瘢痕形成,替代了本该再生的纤维软骨过渡层。传统治疗方法如皮质醇注射甚至可能加速肌腱退化,而单纯缝合修复忽视了对复杂界面的功能重建。针对这一临床痛点,上海同仁医院联合东华大学的研究团队在《Bioactive Materials》发表研究,通过仿生设计和免疫调控策略,开发了一种可主动促进界面再生的功能梯度支架。

研究采用双喷头静电纺丝技术制备丝素蛋白(SF)/聚乳酸-己内酯(PLCL)复合纳米纤维纱线,分别负载MDP1肽和HA编织成三明治结构支架。通过流式细胞术、qPCR和Western blot验证MDP1通过STAT3/STAT6磷酸化促进M2巨噬细胞极化的机制,并利用新西兰兔肩袖撕裂模型进行为期4个月的体内评估。

3.1 支架表征
电纺纤维直径0.55±0.13μm,降解12周后保留70%质量。MDP1在28天内持续释放756.96±28.22μg,HA释放319.45±32.79μg。支架杨氏模量达278.59±15.47MPa,接近天然肌腱(200MPa)。FTIR证实HA特征峰(601cm-1和558cm-1)存在,元素图谱显示磷含量0.75%。

3.2 免疫调节机制
0.125mg/mL MDP1(PS-M4组)使M2/M1巨噬细胞比例提升3.2倍,显著高于LPS组(p<0.001)。Western blot显示p-STAT3/STAT3和p-STAT6/STAT6比值分别增加2.1倍和1.8倍,qPCR证实IL-4表达上调而TNF-α下降60%。ROS清除实验显示PS-M4组荧光强度最低,NO清除率达82.3%。

3.3 体外生物功能
条件培养基实验表明:PS-M4组肌腱细胞COL I阳性面积达8.55±1.42%,是LPS组的42倍;纤维软骨细胞COL II表达提升23.2±2.1%,Alcian蓝染色吸光度(600nm)增加3.8倍;rBMSCs的ALP活性增强2.4倍,ARS染色显示矿化面积增加67%。

3.4 体内修复效果
4个月时,MDP1&HA支架组呈现清晰的肌腱-纤维软骨-骨分层结构,COL II面积比对照组高5.6倍(p<0.001)。IHC显示CD206+区域扩大2.3倍,IL-6+区域减少66.5%。生物力学测试显示最大载荷提升58%,杨氏模量恢复至天然组织的89%。

4.讨论
该研究创新性地将LncRNA衍生肽与矿物梯度设计结合:①MDP1通过模拟lncRNA MM2P功能,调控STAT3/STAT6通路解决炎症微环境难题;②HA梯度促进骨整合,与MDP1协同形成"免疫调节-力学适配"双轨修复机制;③纺织工艺实现280MPa模量,匹配界面力学需求。局限性在于支架厚度调控和完全降解周期需优化,但相比传统单纯力学增强型支架,这种多维修复策略为复杂组织界面再生提供了新范式。

研究证实功能梯度支架不仅能模拟天然界面结构,更重要的是通过精确调控巨噬细胞极化打破"炎症-纤维化"恶性循环,使术后4个月胶原排列和力学性能接近生理状态。这种整合材料工程与免疫调控的设计思路,对肌腱韧带止点再生、关节软骨修复等领域具有重要借鉴意义。

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