本报讯 近日，《生物材料》杂志刊发了北京大学第三医院成形科副教授安阳与运动医学科研究员胡晓青团队一项关于大体积肌肉缺失（VML）功能性再生修复研究的最新成果。该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。

VML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。

为此，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，其天然的血管管道结构为脱细胞和再细胞化过程提供便利。”安阳说。

研究结果显示，脂肪脱细胞支架的生物安全性和各项理化性能良好，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。

此外，研究团队还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。

未来，研究团队还将在此基础上，深入探究带血管蒂大体积脂肪脱细胞支架的临床转化应用前景。通过优化再细胞化脂肪脱细胞支架策略，进一步增强脂肪干细胞的成肌分化能力，拓展其在肌肉组织工程领域的应用前景；并结合显微外科技术，实现脱细胞支架的功能性血管和神经的再生，从组织学和功能学方面提高大体积肌肉缺损的临床治疗效果，从真正意义上实现肌肉类器官的再生和构建。

据悉，北京大学第三医院成形科博士后梁伟和研究生韩萌为论文共同第一作者，安阳、胡晓青为共同通讯作者。（张思玮）

相关论文信息：https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2024.122529