骨關節炎（Osteoarthritis，OA）是一種常見的關節疾病，目前臨床上缺乏有效的治療方法。最近，beat365王秀梅團隊和浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院方向前團隊提出了通過抑制骨關節衰老促進軟骨再生治療OA的新策略，通過生物材料構建抑制衰老的再生微環境來使因OA受損的軟骨恢複活力。首次發現并驗證了OA軟骨衰老相關的miRNA（miR-29b-5p），并通過原位注射具有幹細胞歸巢活性的自組裝多肽納米纖維水凝膠緩釋遞送miR-29b-5p，同時募集内源性滑膜間充質幹細胞（SMSCs）。持續的miR-29b-5p遞送和幹細胞的募集以及随後分化成軟骨細胞實現了成功的軟骨修複和軟骨細胞再生。該研究表明基于miRNA的治療方式替代傳統手術治療OA具有巨大潛力。
圖1.基于水凝膠的miR-29b-5p遞送系統SKP@miR的構建。（A）RAD和RAD-SKP多肽自組裝形成納米纖維水凝膠，agomir-29b-5p分布在水凝膠内部。（B）通過調節pH值至中性形成穩定的水凝膠。
OA的典型特征是軟骨進行性喪失和潤滑滑液減少，OA發展過程中軟骨細胞衰老會導緻軟骨分解。研究團隊首次證明了miR-29b-5p在OA軟骨中顯著下調，其上調通過易位酶1（TET1）抑制基質金屬蛋白酶和衰老相關基因(P16INK4a/P21)的表達，有效緩解OA關節軟骨的現狀，延緩衰老進程，防止OA的快速進展。随後，團隊開發了基于幹細胞歸巢水凝膠的miRNA遞送系統SKP@miR（圖1）。一方面，miR-29b-5p的持續遞送能夠抑制軟骨細胞衰老，改善OA關節中軟骨基質合成和分解之間的不平衡，從而抑制OA對軟骨基質的持續性破壞；另一方面，SKP@miR招募SMSCs，并誘導其向軟骨細胞分化，給受損基質補充健康軟骨細胞，以修複缺陷并形成新的軟骨，且無需使用外源性幹細胞。研究表明，SKP@miR能夠抑制OA大鼠關節軟骨細胞的衰老和軟骨基質的分解，促進軟骨基質的合成，改善關節磨損，最終使受損關節恢複到與正常關節相似的狀态（圖2）。總的來說，此研究利用可注射水凝膠遞送miRNA通過抗衰老治療OA的策略效果顯著，在臨床應用中更方便實用，這對于開發針對OA的疾病修飾療法具有重要意義。
圖2. SKP@miR遞送miRNA顯著改善大鼠骨關節退變
上述研究工作以“基于幹細胞歸巢水凝膠的miR-29b-5p遞送通過抑制衰老促進軟骨再生”（Stem cell-homing hydrogel-based miR-29b-5p delivery promotes cartilage regeneration by suppressing senescence in an osteoarthritis rat model）為題，于4月1日在線發表在國際著名學術期刊《科學-進展》（Science Advances）上。beat365-浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院聯合培養博士生諸進晉、beat3652017級博士生楊淑慧為本論文共同第一作者，beat365王秀梅研究員、浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院方向前主任醫師為共同通訊作者。合作者包括美國萊斯大學AntoniosG.Mikos院士和浙江大學醫學院附屬邵逸夫醫院範順武主任、沈舒滢研究員等。本研究得到了十三五國家重點研發計劃、國家自然科學基金等項目支持。
參考論文鍊接：
https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.abk0011