骨类器官的“智能脚手架”！Mater Today Bio：综述文章阐述DNA水凝胶在骨类器官及骨再生领域中的应用前景
来源：生物谷原创 2025-02-25 09:30
来自中国上海大学转化医学研究所等机构的科学家们概述了基于DNA的水凝胶用于人类骨再生的现状及应用前景，研究人员认为，这种基于DNA的水凝胶未来或能作为一种非常有前途的骨类器官开发工具。
在骨再生领域，基于DNA的水凝胶因其独特的生物相容性和可编程性脱颖而出，成为一种极具潜力的材料。这些水凝胶可以通过大规模生产、微球化和3D打印等方式，为骨组织的空间结构搭建起“脚手架”，从而促进骨再生。不仅如此，其降解产物、纳米结构、靶向作用以及固有递送能力，还能像“微调器”一样精准调控骨微环境。
近日，一篇发表在国际杂志Materials Today Bio上题为“DNA-based hydrogels for bone regeneration: A promising tool for bone organoids”的综述报告中，来自中国上海大学转化医学研究所等机构的科学家们详细总结了基于DNA的水凝胶在人类骨再生中的现状与应用前景。研究人员认为，这种水凝胶未来有望成为开发骨类器官的有力工具。
骨相关疾病，如骨缺损、骨质疏松症和骨关节炎，对人类健康和生活质量造成了巨大影响。这些疾病不仅会降低机体的活动能力、引发慢性疼痛，还会增加骨折风险，严重影响日常功能和整体健康。幸运的是，骨再生可以通过成骨、血管发生和免疫调节这三种主要途径实现，而基于DNA的水凝胶凭借其独特特性，能够在这三个方面发挥重要作用。
骨类器官是一种三维、自我更新且能自组装的骨组织微观结构，能够模拟自然骨组织的空间特性。它们由生物活性材料构建，通过多种干细胞或祖细胞定向分化而成。基于DNA的水凝胶因其仿生特性、可编程性和多功能性，不仅能有效促进成骨过程、血管化和免疫调节，还能作为3D生物打印中的生物墨水，用于构建复杂的骨类器官。这些类器官在疾病建模、药物筛选和骨相关疾病研究中展现出巨大潜力。
全文的图形摘要
在综述报告中，研究人员强调了基于DNA水凝胶的优点，详细介绍了其组成、凝胶化方法和结构优化等内容。他们还进一步阐述了这种水凝胶如何通过成骨、血管化和免疫调节这三种关键机制促进骨再生。由于其仿生性、可编程性和多功能性，基于DNA的水凝胶为构建人类骨类器官提供了一个极具前景的平台，也为骨组织工程中的疾病建模和疗法应用提供了创新性解决方案。
然而，尽管基于DNA的水凝胶在实验室中展现出巨大潜力，但要将其从实验室研究过渡到临床应用，仍需克服诸多挑战。未来的研究将重点关注如何解决临床前的难题，包括水凝胶的设计、应用和临床使用，以及其商业化问题。只有解决了这些障碍，基于DNA的水凝胶才能真正成为临床骨修复和类器官开发的可行选择。
总之，这篇综述报告全面讨论了基于DNA的水凝胶在骨再生研究领域面临的挑战和未来前景，强调了其在再生医学研究中的潜在影响和应用价值。（生物谷Bioon.com）
参考文献：
Xiang Wu,Yan Hu,Shihao Sheng, et al. DNA-based hydrogels for bone regeneration: A promising tool for bone organoids, Mater Today Bio. 2025 Jan 19:31:101502. doi:10.1016/j.mtbio.2025.101502. eCollection 2025 Apr.
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