基于GOQD的多功能生物活性支架通过调控m6A-糖酵解通路重塑衰老骨修复微环境

本研究针对衰老相关骨再生障碍，揭示了METTL3-ALDH3A1-c-Myc轴调控糖酵解通路影响BMSCs命运的新机制。研究人员开发了功能化GOQD修饰的3D打印β-TCP支架，通过激活s-BMSCs糖酵解、抑制炎症反应并促进血管生成，成功实现衰老大鼠临界骨缺损的高效再生，为衰老相关骨修复提供了多靶点治疗策略。

　　

衰老相关骨再生障碍源于衰老骨髓间充质干细胞（s-BMSCs）的细胞命运改变。本研究发现糖酵解失调是这一过程的核心机制：s-BMSCs中METTL3（甲基转移酶样蛋白3）下调导致ALDH3A1（醛脱氢酶3家族成员A1）mRNA稳定性降低，进而引发泛素介导的c-Myc（一种糖酵解关键调控因子）降解。靶向糖酵解可重塑s-BMSCs命运，促进成骨分化并抑制成脂分化。

基于此机制，研究团队设计出氧化石墨烯量子点（GOQDs），该材料不仅能强力激活s-BMSCs的糖酵解通量，还能抑制巨噬细胞介导的炎症反应并增强血管生成能力。进一步通过3D打印技术构建分级多孔β-TCP（β-磷酸三钙）支架，利用聚多巴胺生物界面修饰技术功能化GOQDs，并通过流体动力学将BMSCs整合至支架中。这一多功能生物支架在衰老大鼠临界尺寸骨缺损模型中显著加速骨再生，骨组织修复效果显著优于衰老对照组。

该研究不仅证实糖酵解调控是s-BMSCs命运决定的关键因素，更开创了一种同时解决细胞命运功能障碍和血管-免疫微环境紊乱的工程化治疗新范式。