本研究旨在阐明合成硫酸软骨素蛋白聚糖（CSPGs）的关键酶，即N-乙酰半乳糖氨基转移酶-1（CSGalNAcT1），调控人骨髓间充质干细胞（hBMSC）成血管内皮分化进而增强血管化骨再生的作用及机制。

将hBMSC进行内皮向分化诱导0-14天，基质胶培养评估成管潜能。通过RNA-seq检测hBMSC分化过程中CSPGs及其生物合成酶的动态表达，筛选关键合成酶。使用siRNA和慢病毒分别敲低和过表达CSGalNAcT1，qPCR/Western blot检测敲低与过表达效率、磷酸化ERK1/2及内皮基因表达。CCK-8、Transwell法和基质胶培养评估hBMSC体外增殖、迁移和成血管潜能。采用裸鼠皮下基质胶栓塞实验、组织透明化三维成像技术、裸鼠颅骨缺损模型评估过表达CSGalNAcT1对hBMSC在体内形成微血管网络及促进血管化骨再生的影响。

hBMSC内皮分化过程中CSPGs和CSGalNAcT1表达显著上调。敲低CSGalNAcT1抑制hBMSC增殖、迁移及内皮向分化。过表达CSGalNAcT1促进hBMSC体外增殖和内皮向分化，激活ERK1/2信号通路，增强其体内微血管形成密度进而加速血管化骨再生。

CSGalNAcT1通过ERK1/2通路驱动hBMSC的血管化成骨，为颅颌面部骨再生提供了潜在新疗法。本研究揭示了CSGalNAcT1工程化hBMSC在临床骨再生中的应用转化潜力。