您所在的位置:
负载Yoda1和LDN的醛基化F127水凝胶促进肌腱修复并抑制软骨化的作用研究
作者: 侯敬贤
单位: 中国人民解放军总医院第一医学中心

摘要

探究机械敏感离子通道Piezo1在肌腱损伤修复中促修复与诱发异位软骨化的双向调控效应,构建负载Piezo1激动剂Yoda1与BMP通路抑制剂LDN-193189的可注射水凝胶,验证负载双药的水凝胶的最优修复价值,为肌腱损伤康复干预提供理论基础。

采用跟腱1/2横切术构建C57BL/6J小鼠急性损伤模型,检测Piezo1在损伤后第1至4周时序表达特征,取损伤后14天与28天(n=5)组织行单细胞转录组测序分析细胞亚群异质性等,通过激活(n=5)与敲低(n=5)干预明确其双向调控作用。制备醛基化F127/CMCS可注射水凝胶,完成微观结构、流变性能、溶胀降解、药物缓释及细胞毒性表征。将小鼠随机分为单纯损伤对照组(Con组)、单纯水凝胶组(H组)、水凝胶载Yoda1组(HY组)、水凝胶载LDN组(HL组)及水凝胶载Yoda1联合LDN-193189组(HYL组),每组6只。术后通过CatWalk步态分析、后肢抓力测试评估运动功能,HE、天狼星红、阿利新蓝染色结合Bonar评分评估肌腱愈合与异位软骨化程度,qPCR与免疫荧光检测修复及软骨化相关因子表达。体外以IL-1β诱导炎症性肌腱细胞模型,同步开展水凝胶干预实验验证体内结果。

Piezo1在小鼠跟腱损伤后呈持续上调表达,单细胞测序显示其富集于肌腱干/祖细胞及成软骨分化亚群。激活Piezo1可促进胶原重塑与运动功能恢复,但加重异位软骨化;敲低可抑制异位软骨化,却延缓肌腱愈合(P<0.05)。制备的F127/CMCS水凝胶具备多孔微观结构、良好注射性与缓释性能,细胞毒性低。动物实验显示,与Con组相比,HY组肌腱修复与功能恢复显著改善(P<0.05),但异位软骨化指标明显升高(P<0.05);HL组异位软骨化被抑制(P<0.05),但修复指标无显著提升;HYL组综合疗效最优,胶原排列规整度、修复基因表达与肢体运动功能均优于其余各组(P<0.05),异位软骨化基质沉积与相关因子表达较水凝胶载Yoda1组显著降低(P<0.05)。体外细胞实验结果与体内趋势一致。

Piezo1在肌腱损伤修复中呈现促修复与诱发异位软骨化的作用,单一调控难以实现理想修复。F127/CMCS双药负载水凝胶可有效解耦该双向效应,在促进肌腱愈合的同时抑制病理性异位软骨化,体内外均表现最优修复效果,为肌腱损伤的靶向康复提供了有转化潜力的新型干预策略与实验基础。

关键词: Piezo1;肌腱损伤;单细胞测序;异位软骨化;可注射水凝胶;Yoda1;LDN-193189
来源:中华医学会第二十六次物理医学与康复学学术会议