在肩部手術(shù)的歷史上，美國國家橄欖球聯(lián)盟四分衛(wèi)Drew Brees是一個異類。2005年，Brees被擒抱，他投擲橄欖球的肩膀上的肩袖肌腱（rotator cuff tendon）遭受嚴(yán)重撕裂，這可能是他職業(yè)生涯的終結(jié)。但經(jīng)過手術(shù)和康復(fù)治療，Brees在下個賽季回歸，帶領(lǐng)他的球隊(duì)進(jìn)入季后賽，并贏得了2010年的超級碗冠軍。

不幸的是，肩袖修復(fù)并不總是那么順利，特別是在老年人中，他們是最容易遭受肩袖肌腱撕裂的年齡組。這種修復(fù)手術(shù)的失敗率從肩袖肌腱輕微撕裂的年輕患者的20%到肩袖肌腱嚴(yán)重撕裂的老年患者的94%。

美國哥倫比亞大學(xué)瓦格洛斯內(nèi)外科學(xué)院骨科手術(shù)系生物醫(yī)學(xué)工程師Stavros Thomopoulos博士說，“我們使用一種有3000年歷史的技術(shù)修復(fù)肩袖撕裂。埃及人想出了縫合的方法來修復(fù)撕裂的組織。這基本上就是我們今天仍然在做的事情。我們將撕裂的肌腱連接到骨頭上，等待身體的自然愈合機(jī)制啟動，并希望得到最好的結(jié)果。它有時成功，有時不成功。”

肩袖手術(shù)經(jīng)常失敗的原因與一種叫做“纖維軟骨接口（enthesis）”的結(jié)構(gòu)有關(guān)，這是一層堅固但薄如紙的組織，連接著肌腱和骨頭。一旦用縫線縫合撕裂的肌腱并將其固定在骨頭上，纖維軟骨接口就不會自我再生了。如果沒有功能性的纖維軟骨接口，手術(shù)修復(fù)后的肩袖肌腱在力學(xué)上比原來的要弱，容易發(fā)生第二次撕裂。

Thomopoulos以前已發(fā)現(xiàn)，纖維軟骨接口細(xì)胞來自一個共同的祖先：Gli1+細(xì)胞。理論上，在修復(fù)過程中加入Gli1+細(xì)胞可以使肩袖手術(shù)后的纖維軟骨接口再生，并使連接更加牢固。

在一項(xiàng)新的研究中，Thomopoulos及其團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)將Gli1+祖細(xì)胞移植到有肩袖損傷的小鼠體內(nèi)能促進(jìn)纖維軟骨接口愈合。他們利用單細(xì)胞RNA測序確定Gli1+祖細(xì)胞如何產(chǎn)生纖維軟骨接口的不同細(xì)胞以及協(xié)調(diào)每種細(xì)胞類型發(fā)育的調(diào)節(jié)分子。相關(guān)研究結(jié)果發(fā)表在2022年12月1日的Cell Stem Cell期刊上，論文標(biāo)題為“A mineralizing pool of Gli1-expressing progenitors builds the tendon enthesis and demonstrates therapeutic potential”。

將Gli1+細(xì)胞轉(zhuǎn)化為一種療法，將需要了解這些細(xì)胞合成纖維軟骨接口的所有部分所需的環(huán)境條件和分子信號。

Thomopoulos補(bǔ)充說，“在我們能夠進(jìn)入臨床試驗(yàn)之前，還有很多研究工作要做。比如，我們將需要找到一個良好的Gli1+細(xì)胞來源。老年人已經(jīng)沒有多少這樣的細(xì)胞了，所以我們需要找到一種方法在實(shí)驗(yàn)室中產(chǎn)生它們。我們還需要完善我們的遞送方法，將這些細(xì)胞送到正確的地方。”

圖片來自Cell Stem Cell, 2022, doi:10.1016/j.stem.2022.11.007。

如果成功的話，這種生物制劑方法也可能能夠用于加強(qiáng)其他需要肌腱與骨骼愈合的修復(fù)，包括前交叉韌帶重建，并首先防止受損的肌腱破裂。

Thomopoulos說，“我認(rèn)為生物制劑是骨科手術(shù)的未來，但我們?nèi)匀恍枰嗄甑幕A(chǔ)研究來充分實(shí)現(xiàn)它們的潛力。”（ Bioon.com）

參考資料：

Fei Fang et al. A mineralizing pool of Gli1-expressing progenitors builds the tendon enthesis and demonstrates therapeutic potential. Cell Stem Cell, 2022, doi:10.1016/j.stem.2022.11.007.