冷冻保存马脐带组织同种异体移植物在肌肉骨骼组织中的体内表征与生物相容性：一项对照研究

本研究针对肌肉骨骼(MSK)疾病治疗中微颗粒同种异体移植物应用缺乏标准化评估的问题，由美国俄亥俄州立大学兽医学院(Emeritus)团队开展。通过质谱(MS)和酶联免疫吸附试验(ELISA)对马脐带(UC)移植物进行蛋白质组学分析，结合三项体内实验评估关节和韧带注射的安全性。研究发现UC含有2645种功能明确的蛋白质，注射后显著提升抗炎因子IL-1ra/IL-1比值至>4倍，且无不良反应。该研究为脐带源生物支架的临床应用提供了关键安全性数据，发表于《BMC Medicine》。

　　

肌肉骨骼疾病长期困扰着人类和动物群体，特别是运动员和马术用马常因关节软骨、肌腱和韧带损伤导致运动能力丧失。传统治疗方法如自体移植存在供区并发症，而冷冻保存的同种异体移植物虽能规避此问题，却面临蛋白质变性、疾病传播等风险。更棘手的是，当前市场上生物组织产品缺乏标准化表征，其安全性和有效性证据不足。这些问题严重制约了肌肉骨骼修复领域的进展，亟需开发新型生物材料解决方案。

美国俄亥俄州立大学兽医学院(Emeritus)的Alicia L. Bertone团队在《BMC Medicine》发表了一项突破性研究。研究人员选择马脐带(UC)作为理想生物材料来源——其华通胶(Wharton's jelly, WJ)天然具备抗压缩和抗扭转特性，且胎儿源组织具有免疫豁免优势。通过系统性实验设计，团队首先采用高分辨率轨道阱质谱(Orbitrap Fusion Tribrid MS)对11个供体的UC样本进行蛋白质组学分析，随后通过三项体内实验评估临床安全性：包括正常马匹关节/韧带注射的随机对照试验、患骨关节炎(OA)及肌腱炎马匹的病例研究，以及注射后2-5天的急性组织病理学评估。

关键技术方法包括：1)质谱蛋白质组学定量分析（基于总光谱计数TSC）；2)多因子ELISA检测炎症细胞因子；3)马模型体内实验（含临床评分、滑液分析和组织病理学）；4)使用AI驱动的步态分析系统(SleipApp)量化跛行程度。所有实验均通过动物伦理委员会(IACUC)审批。

蛋白质组学特征
质谱鉴定出2645种功能注释蛋白，其中80种高丰度蛋白(TSC>100)在所有供体中稳定表达，包括胶原蛋白、糖胺聚糖等结构蛋白，以及胰岛素样生长因子2(IGF-2)、簇集蛋白(抗氧化保护)等功能蛋白。同一供体样本间变异系数仅4.7%，证实制备工艺的稳定性。ELISA显示UC悬浮液中炎症因子(IL-1α、IL-8等)浓度低于1000 pg/mL，而血管内皮生长因子(VEGF)和透明质酸(HA)等修复因子含量丰富。

正常马匹安全性
在双盲交叉实验中，8匹马接受UC或生理盐水(C)注射后42天均未出现跛行或疼痛（评分0/4）。滑液分析显示UC组第1天出现短暂中性粒细胞增多（21,237.5 vs 1,850 cells/μL），但5天内恢复正常。关键发现是UC组抗炎因子IL-1ra浓度飙升至15,635 pg/mL（较基线高35倍），使IL-1ra/IL-1比值达16.4，显著高于对照组(P<0.001)。这种抗炎环境持续至第10天，且血清淀粉样蛋白A(SAA)始终低于炎症阈值。

疾病模型疗效
3匹患OA和肌腱炎的马匹经UC注射后28天内，跛行评分平均改善1级。OA关节滑液的IL-1ra/IL-1比值从基线0.3提升至4.1，同时促修复因子VEGF和IL-10显著增加。超声检查显示损伤组织未出现结构恶化。

组织病理学
急性期实验显示，注射2-5天后，滑膜、关节软骨及淋巴结均无病理改变，仅针道处存在轻微炎症反应。免疫组化未检出移植物残留或异物反应，证实其快速生物降解特性。

该研究首次系统论证了脐带源微粒移植物在肌肉骨骼应用中的双重价值：既提供结构性蛋白支架，又通过IL-1ra等因子创造抗炎微环境。尤其值得注意的是，UC将OA关节的促炎状态(IL-1ra/IL-1=0.3)逆转为修复状态(比值>4)，这种调控能力超越现有血浆制品。从转化医学角度看，马作为人类OA的理想模型，使该成果具有直接临床参考价值。研究者特别强调，严格筛选的单一来源供体（路易斯安那州Coteau Grove农场）和-80°C冷冻保存工艺是保证产品一致性的关键。这些发现为开发标准化、可量产的同种异体移产品奠定了科学基础，同时为关节软骨和肌腱修复提供了新策略。