从细胞外基质精准递送 PRP：开启骨骼肌再生新征程

《Scientific Reports》：Controlled delivery of PRP from decellularized extracellular matrix enhances skeletal muscle regeneration

为解决富血小板血浆（PRP）因递送失控而限制其促进肌肉再生效果的问题，研究人员开展了用肝素修饰骨骼肌细胞外基质（ECM）脱细胞支架并负载 PRP 的研究。结果显示该支架能持续释放生长因子，促进细胞增殖和分化等。这为治疗肌肉缺损提供了新策略113。

　　在人体的运动系统中，骨骼肌扮演着至关重要的角色，它不仅赋予我们运动的能力，还维持着身体的形态和姿势。然而，现实生活中，骨骼肌却面临诸多挑战。创伤、手术、癌症、衰老以及遗传肌肉疾病等，都可能导致骨骼肌受伤。一旦受伤，若损伤程度较轻，骨骼肌自身具备一定的再生能力；但要是超过了某个限度，就会出现体积性肌肉损失（Volumetric Muscle Loss，VML），这不仅会造成肌肉功能的持久损害，还严重影响患者的健康和生活质量。目前，针对 VML 的治疗手段十分有限，像自体组织转移、肌肉转位等方法，存在着供体部位病变、组织供体获取困难、移植物成活率低等弊端；而同种异体移植后，患者还需要长期进行免疫抑制治疗，这无疑增加了患者的痛苦和医疗负担。因此，寻找一种更有效的治疗骨骼肌损伤的方法迫在眉睫。

在这样的背景下，来自伊朗 Royan 研究所等机构的研究人员积极开展研究。他们将目光聚焦在组织工程领域，致力于探索一种全新的治疗策略。最终，他们的研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员为了实现这一目标，运用了多种关键技术方法。在样本处理方面，采用新鲜的牛骨骼肌组织作为原材料。通过一系列处理制备出脱细胞支架，运用了组织脱细胞技术、化学交联技术来构建 3D 支架；使用肝素修饰支架时，利用了肝素固定化技术；为检测相关指标，采用了 DNA 定量、ECM 成分定量、酶联免疫吸附测定（ELISA）等检测技术；在细胞和动物实验方面，进行了细胞培养实验、体内植入实验，并通过组织学评估、免疫组化等方法对结果进行分析141516。

下面来看看具体的研究结果：

• 骨骼肌衍生大孔支架的制备：研究人员对骨骼肌组织的脱细胞技术进行了优化。通过组织学和生化研究评估发现，脱细胞后的骨骼肌（Decellularized Skeletal Muscle，DSM）细胞成分被完全清除，同时大部分细胞外基质得以保留。DNA 含量检测显示，DSM 的 DNA 含量显著低于天然肌肉，且符合相关标准。此外，制备的大孔支架具有适宜的物理和机械性能，平均孔隙率约为 75%，孔径约为 123μm，交联效率约为 71.4 ± 4.2%234。
• 肝素化支架的表征：通过甲苯胺蓝染色观察到，肝素成功固定在支架上。与未肝素化的支架相比，肝素化的 DSMS-H 在染色时，尤其是内表面呈现出更深的蓝色5。
• PRP 中不同生长因子的浓度及释放：ELISA 检测表明，PRP 中含有多种生长因子，如血小板衍生生长因子（PDGF）-BB 含量为 16998.7 ± 1073.3 pg/mL、成纤维细胞生长因子（FGF）2 含量为 68.33 ± 28.18 pg/ml、血管内皮生长因子（VEGF）含量为 1207.47 ± 292.166 pg/mL。在释放实验中，肝素化且负载 PRP 的 DSMS-HP 支架能更持续地释放生长因子，例如在约 4 天内释放 56.13 ± 2.91% 的 PDGF-BB 和 72.22 ± 9.58% 的 FGF2，而非肝素化的 DSMS-P 支架则在更短时间内释放相同数量的生长因子6。
• C2C12 成肌细胞在支架上的行为评估：研究发现，C2C12 成肌细胞在支架上具有良好的生物相容性，能够增殖和分化。在肝素化支架上，细胞增殖速度更快，且相关肌源性调节标记物的表达发生变化，如 Myf5 和 MyoD 在富含血小板血浆（PRP）条件下随时间显著增加，这表明支架的持续生长因子递送机制对成肌细胞系的培养具有有益影响78。
• 支架移植：将支架植入小鼠体内后，小鼠恢复良好，未出现排斥、感染等异常情况。术后 4 周，与对照组相比，接受支架治疗的小鼠股四头肌在宏观上没有明显变化，但组织学分析显示，植入支架的部位存在体积性缺损，且有胶原结缔组织沉积，这表明 VML 损伤模型不会自我愈合910。
• 体内宿主反应和血管化：研究发现，DSMS-HP 组的血管化程度明显高于其他组，血管数量更多且尺寸更大。同时，该组免疫调节宿主细胞数量在 4 周后下降幅度最大。此外，免疫组化结果显示，DSMS-HP 组吸引了更多的宿主肌源性细胞迁移，且这些细胞形成的岛状结构靠近受伤肌肉1112。

综合研究结果和讨论部分，此次研究意义重大。研究人员成功制备了用肝素功能化的 3D 脱细胞支架，该支架可作为生长因子的负载和释放载体，PRP 负载的支架具有适宜的生理力学性能，展现出内源性组织再生的潜力。这一研究成果为骨骼肌损伤的治疗提供了新的方向和策略，有望在未来应用于临床，帮助众多骨骼肌损伤患者恢复健康。同时，这种生物活性支架也为血管化软组织再生领域开辟了新的研究方向，具有广阔的应用前景。但目前研究仍存在一定局限性，后续还需要在动物模型上进一步研究再生组织的生理功能，以推动该技术从实验室走向临床应用的进程。