Cell Stem Cell：移植Gli1+祖细胞有望促进撕裂的肩袖肌腱修复

在肩部手术的历史上，美国国家橄榄球联盟四分卫Drew Brees是一个异类。2005年，Brees被擒抱，他投掷橄榄球的肩膀上的肩袖肌腱（rotator cuff tendon）遭受严重撕裂，这可能是他职业生涯的终结。但经过手术和康复治疗，Brees在下个赛季回归，带领他的球队进入季后赛，并赢得了2010年的超级碗冠军。

不幸的是，肩袖修复并不总是那么顺利，特别是在老年人中，他们是最容易遭受肩袖肌腱撕裂的年龄组。这种修复手术的失败率从肩袖肌腱轻微撕裂的年轻患者的20%到肩袖肌腱严重撕裂的老年患者的94%。

美国哥伦比亚大学瓦格洛斯内外科学院骨科手术系生物医学工程师Stavros Thomopoulos博士说，“我们使用一种有3000年历史的技术修复肩袖撕裂。埃及人想出了缝合的方法来修复撕裂的组织。这基本上就是我们今天仍然在做的事情。我们将撕裂的肌腱连接到骨头上，等待身体的自然愈合机制启动，并希望得到最好的结果。它有时成功，有时不成功。”

肩袖手术经常失败的原因与一种叫做“纤维软骨接口（enthesis）”的结构有关，这是一层坚固但薄如纸的组织，连接着肌腱和骨头。一旦用缝线缝合撕裂的肌腱并将其固定在骨头上，纤维软骨接口就不会自我再生了。如果没有功能性的纤维软骨接口，手术修复后的肩袖肌腱在力学上比原来的要弱，容易发生第二次撕裂。

Thomopoulos以前已发现，纤维软骨接口细胞来自一个共同的祖先：Gli1+细胞。理论上，在修复过程中加入Gli1+细胞可以使肩袖手术后的纤维软骨接口再生，并使连接更加牢固。

在一项新的研究中，Thomopoulos及其团队发现将Gli1+祖细胞移植到有肩袖损伤的小鼠体内能促进纤维软骨接口愈合。他们利用单细胞RNA测序确定Gli1+祖细胞如何产生纤维软骨接口的不同细胞以及协调每种细胞类型发育的调节分子。相关研究结果发表在2022年12月1日的Cell Stem Cell期刊上，论文标题为“A mineralizing pool of Gli1-expressing progenitors builds the tendon enthesis and demonstrates therapeutic potential”。

将Gli1+细胞转化为一种疗法，将需要了解这些细胞合成纤维软骨接口的所有部分所需的环境条件和分子信号。

Thomopoulos补充说，“在我们能够进入临床试验之前，还有很多研究工作要做。比如，我们将需要找到一个良好的Gli1+细胞来源。老年人已经没有多少这样的细胞了，所以我们需要找到一种方法在实验室中产生它们。我们还需要完善我们的递送方法，将这些细胞送到正确的地方。”

图片来自Cell Stem Cell, 2022, doi:10.1016/j.stem.2022.11.007。

如果成功的话，这种生物制剂方法也可能能够用于加强其他需要肌腱与骨骼愈合的修复，包括前交叉韧带重建，并首先防止受损的肌腱破裂。

Thomopoulos说，“我认为生物制剂是骨科手术的未来，但我们仍然需要多年的基础研究来充分实现它们的潜力。”（ Bioon.com）

参考资料：

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.