北京大学第三医院成形科安阳/运动医学科胡晓青研究团队在Biomaterials发表关于大体积肌肉缺损再生修复研究最新成果

　　

2024年3月11日，北京大学第三医院成形科安阳副教授与运动医学科胡晓青研究员团队在国际权威杂志Biomaterials发表关于大体积肌肉缺失功能性再生修复研究最新成果，论文题目为：脂肪干细胞和成肌细胞共同再细胞化脂肪脱细胞生物支架促进大体积肌肉缺失后的功能性骨骼肌再生（Perfusable adipose decellularized extracellular matrix biological scaffold co-recellularized with adipose-derived stem cells and L6 promotes functional skeletal muscle regeneration following volumetric muscle loss）。

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论文截图

本研究使用带血管蒂的脂肪脱细胞基质作为肌肉组织工程的生物支架，并利用脂肪干细胞和成肌细胞对其联合再细胞化，这一新的肌肉组织工程材料构建策略表现出高效的肌肉再生能力，对大体积肌肉缺失（Volumetric Muscle Loss，VML）的治疗具有积极的效应，为开发治疗VML的生物工程新材料和新策略提供理论依据。

大体积肌肉缺失主要由战伤、车祸、肿瘤切除、骨折和退行性疾病引起，其肌肉的缺损体积大于20%，超过了肌肉的自我再生能力范围，导致纤维化，严重影响患者的生活质量。

目前，临床上主要应用肌皮瓣移植来治疗VML，但由于供区肌肉体积有限、移植后肌肉再生效率低下等问题，患肢的功能恢复效果不佳。因此，迫切需要一种有效的策略来改善VML的治疗效果。

脂肪干细胞和成肌细胞联合再细胞化脂肪脱细胞生物支架治疗VML模式图

研究团队探索带血管蒂大体积脂肪脱细胞支架作为肌肉组织工程支架的可能性。带蒂脂肪脱细胞生物支架的获得方法与其他组织脱细胞生物支架类似，但相较无血管蒂的组织脱细胞生物支架，其具有天然的血管管道结构为脱细胞和再细胞化过程提供便利。结果显示，脂肪脱细胞支架批次间差异小、各项理化性能良好，且经血管蒂向支架内接种细胞，能够保证细胞在支架中的良好增殖和均匀分布；更重要的是，脂肪干细胞ASCs和成肌细胞在支架中具有高效的成肌性能，肌纤维形成效果优于市面上的胶原材料生物支架。

研究团队利用成肌细胞和脂肪干细胞共同再细胞化脂肪脱细胞支架，高效提高脂肪干细胞的成肌分化能力。体内实验表明，脂肪干细胞联合成肌细胞再细胞化策略比单一脂肪干细胞再细胞化策略更能促进肌肉再生和血管生成，且前者治疗后具有更大的肌肉收缩强度。脂肪干细胞联合成肌细胞共同再细胞化治疗VML效果良好，使功能性肌肉再生成为可能。

研究团队探索支架中成肌细胞辅助脂肪干细胞分化的机制，确定具有定向且高效的成肌分化能力的新细胞亚群。单细胞测序结果发现，成肌细胞在脂肪脱细胞生物支架再细胞化过程中增加了脂肪干细胞的成肌分化潜能，促进其分化为一个新的细胞亚群（高表达Mki67、CD34和CDK1），该亚群与肌肉卫星细胞类似，具有向肌肉细胞定向且高效的分化能力。

北京大学第三医院成形科博士后梁伟和研究生韩萌为共同第一作者，成形科安阳副教授和运动医学科胡晓青研究员为共同通讯作者。本研究得到国家自然科学基金和博士后基金经费的支持。

原文链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961224000632

共同第一作者

梁伟

北京大学第三医院成形科博士后

韩萌

北京大学第三医院成形科硕士研究生

并列通讯作者

安阳

北京大学第三医院成形科副主任博士生导师

主要研究方向：智慧化鼻面整形外科、唇腭裂与唇裂二期鼻唇修复、软骨/肌肉组织工程、脂肪干细胞与器官再生、3D生物打印、创面修复

胡晓青

北京大学第三医院运动医学科研究员、博士生导师

主要研究方向：运动创伤组织修复与再生研究、干细胞在组织损伤修复中的作用及转归、骨关节炎及软骨退变机制与再生研究

参考文献

Liang W, Han M, Li G, Dang W, Wu H, Meng X, Zhen Y, Lin W, Ao R, Hu X, An Y. Perfusable adipose decellularized extracellular matrix biological scaffold co-recellularized with adipose-derived stem cells and L6 promotes functional skeletal muscle regeneration following volumetric muscle loss. Biomaterials. 2024 Mar 11;307:122529. doi: 10.1016/j.biomaterials.2024.122529. Epub ahead of print. PMID: 3848991

（北京大学第三医院）