湖南大学刘海蓉团队《AMI》：丝素蛋白凝胶支架高效促进软骨损伤修复
全球由于事故或创伤造成的关节软骨损伤每年超过一百万人，因退行性病变而饱受骨关节炎折磨的民众超过2亿人。由于软骨组织缺乏血管，极大限制其自我修复能力。目前，关节软骨缺损的临床治疗方法存在来源不足或者易形成纤维化修复等弊端。如何有效修复软骨缺损已成为临床亟待解决的难题。
近年来，国内外采用三维软骨组织工程支架修复软骨缺损的研究已取得一系列显著进展，处于临床转化曙光期。组织工程的关键要素包括种子细胞、合适的支架、必要的生长因子和培养微环境（体内微环境或者体外生物反应器）。构建新型组织特异性功能化组织工程支架需要具有三维结构，有良好的生物安全性和生物活性，能促进组织再生。
图1. 丝素蛋白和载TAN40丝素蛋白支架的制备过程
近日，湖南大学材料学院刘海蓉教授团队与潍坊医科大学夏会堂老师团队合作，在ACS applied materials & interfaces（IF=8.456）上发表题为 “Tanshinone IIA delivery silk fibroin scaffolds significantly enhance articular cartilage defects repairing via promoting cartilage regeneration” 的研究论文，以丝素蛋白及中药丹参的菲醌类活性有效成分丹参酮ⅡA (TAN)为软骨组织工程提供了一种功能良好的载丹参酮ⅡA丝素蛋白(SF)支架。博士生陈微为论文第一作者，刘海蓉教授为论文共同通讯作者，湖南大学材料科学与工程学院为论文第一单位。
论文研究将生物相容性良好的生物材料丝素蛋白与中药有效成分TAN采用冷冻干燥结合丝素蛋白自交联的方法制备了载TAN丝素蛋白支架（见图2）。实验证实了该支架具有优良的材料学性能及促进体内外软骨再生效果：分子生物学实验表明载TAN丝素蛋白支架有助于软骨细胞外基质合成相关基因的转录，且可以抑制细胞凋亡和减轻氧化应激；体外组织培养实验和裸鼠皮下植入实验表明，该支架可促进体内和体外软骨组织的形成和成熟。兔膝关节软骨缺损修复实验，证实了载其可非常明确地完善地促进软骨缺损原位修复（见图3）。
此论文研究探索了中药丹参的有效活性成分丹参酮ⅡA作为植物来源外源性活性因子，与其载药支架促进软骨修复的效果及分子作用机制，表明载丹参酮ⅡA的丝素蛋白支架有望用于临床。
以上研究获得国家重点研发计划和湖南省自然科学基金支持。刘海蓉教授团队致力于在人体组织工程支架及反应器领域展开深入交叉研究，这篇论文是团队一系列中国特色载中药有效成分组织工程支架研究的重要阶段性成果。
https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.0c03822