生物活性组织工程移植骨再生的干细胞
骨损伤在临床上很常见，而且严重的骨缺损无法自我修复。临床治疗此类缺陷的“金标准”仍然依赖于自体/异体或人工骨移植。但存在供体限制、免疫排斥、感染风险和骨整合不良等缺陷，最终可能因瘢痕再生不均、愈合延迟甚至骨不连而导致二次手术。尽管基于生物活性材料和干细胞移植的再生策略很流行，但临界大小颅骨缺损的全层重建仍然具有挑战性。
另一种替代策略是通过招募和赋能内源茎/在原位传递可溶性因子祖细胞为了更有效的组织修复。事实上，利用内源性干细胞重组生长因子组织再生经过广泛的研究，它可以避免复杂的提取、纯化、扩增和质量控制外源所需干细胞移植．虽然骨再生过程中的体内干细胞/祖细胞也是高度异质的，但生物医学工程策略使用可溶性因子，通过靶向具有成骨潜力的特定干细胞亚群的原位扩增仍然具有挑战性。
为了克服这些障碍，浙江大学医学院欧阳宏伟教授领导的研究团队开发了一种3d打印的水凝胶支架，该支架与优化的NSs混合物混合，用于原位细胞培养系统，不仅在体外诱导MSCs的强大扩张，而且在体内实现了临界大小颅骨缺损的全层再生。这项研究发表在自然通讯．
值得注意的是，通过单细胞RNA分析，他们发现培养系统的植入可以极大地促进特定Msx1+骨骼干细胞(SSC)亚群的原位募集和扩增。此外，增强的骨再生伴随着与Msx1+骨干细胞(SSC)亚群密切相关的软骨内成骨。本研究说明了利用含有可溶性因子的组织工程支架进行原位干细胞扩增的省时和再生效果，可更有效地进行骨再生。
采用数字光处理(DLP) 3D印刷技术，欧阳教授及其团队制作了一种含nss的三维水凝胶培养系统。结果表明，在NSs的作用下，间充质干细胞明显膨胀，并在孔隙结构上密集附着。这为内源性干细胞的原位扩增和成骨分化提供了一定的理论依据。
为了评估NSs局部递送促进骨再生的潜力，研究人员测试了其原位移植对临界大小颅骨缺损全层再生的影响。结果表明，NSs局部给药可显著恢复全层颅骨结构的完整性，促进其功能再生。
通过单细胞rna测序分析，他们发现特定的组织工程移植可以调节特定再生细胞亚群的轮廓骨损伤这为骨缺损的修复提供了一种合理的细胞机制。
值得注意的是，细胞组成和组织染色显示，在骨再生过程中，局部插入含nss的原位细胞培养系统可以显著扩大Msx1+ ssc亚群。此外，分化轨迹显示了Msx1+ SSC2经过软骨内通路的分子特征，这表明Msx1+ SSC2获得了损伤修复的软骨内成骨能力，而不是直接的膜内骨化。
综上所述，本研究表明，用有效的可溶性因子诱导造血干细胞及其局部扩张是一种很有前途的骨再生策略。阐明了骨干细胞亚群及其在骨愈合过程中的成骨调节机制，为骨愈合的快速发展提供了单细胞水平的理论基础再生大骨缺损。
