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Biomaterials:从脂肪中提取的“修复液”!上海交通大学杨驰等团队发现其通过关闭炎症“总开关”治疗关节退变

  1. 颞下颌关节骨关节炎(TMJOA)
  2. 无细胞脂肪提取物(CEFFE)
  3. 髁突软骨

来源:iNature 2026-03-06 12:38

该研究证实,CEFFE作为一种安全、易获取的生物材料,具有临床转化潜力,可作为TMJOA的再生性和抗炎治疗策略。

颞下颌关节骨关节炎(TMJOA)是一种以软骨降解和滑膜炎症为特征的退行性疾病,目前治疗选择有限。

2026年2月24日,上海交通大学杨驰、沈佩、张文杰和ZhangYuxin共同通讯在Biomaterials 上在线发表题为Cell-free fat extract attenuates temporomandibular joint osteoarthritis via repressing ATF3-binding chromatin accessibility的研究论文。

该研究评估了一种源自脂肪组织的生物活性组分——无细胞脂肪提取物(CEFFE),对于TMJOA的治疗效果。在软骨细胞中,CEFFE可促进细胞增殖与存活,减轻炎症性凋亡,并通过上调Ⅱ型胶原蛋白α1链(Col2a1)和性别决定区Y框蛋白9(Sox9)、抑制基质金属蛋白酶,维持细胞外基质稳态合转录组学与表观基因组学分析表明,CEFFE通过抑制激活转录因子3(ATF3)结合区域的染色质可及性,减少ATF3与肌动蛋白结合LIM蛋白1(ABLIM1)启动子的结合,进而抑制核因子κB(NF-κB)信号通路。

在大鼠TMJOA模型中,关节内注射CEFFE可减轻软骨退变、软骨下骨丢失和滑膜炎,且无全身毒性。此外,CEFFE还可抑制滑膜组织中促炎型M1巨噬细胞极化,并降低白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)的表达。

结果表明,CEFFE是一种双靶点治疗剂,可通过表观遗传调控ATF3/ABLIM1/NF-κB信号通路,同时调控软骨细胞和巨噬细胞功能。该研究证实,CEFFE作为一种安全、易获取的生物材料,具有临床转化潜力,可作为TMJOA的再生性和抗炎治疗策略。

颞下颌关节(TMJ)是颌面部唯一能动的关节,也是人体唯一双侧联动的关节,支撑着咀嚼、吞咽、言语、呼吸与面部表情等重要生理功能。颞下颌关节骨关节炎(TMJOA)是一种复杂的退行性疾病,以滑膜炎、软骨降解和软骨下骨重塑为主要特征。

在TMJOA的病理微环境中,浸润于滑膜组织的巨噬会分泌大量促炎因子,如白细胞介素-1β(IL-1β)和肿瘤坏死因子-α(TNF-α)。这些细胞因子一方面直接加剧巨噬细胞与软骨细胞的炎症反应,另一方面可抑制细胞外基质成分合成,并激活基质金属蛋白酶(MMPs)家族成员(如MMP13、MMP3)的表达,最终导致髁突软骨破坏。由于髁突软骨是TMJ的主要生长中心,其受损会严重影响关节功能,并可导致牙颌面畸形、气道狭窄,甚至睡眠呼吸暂停。

因此,炎症与髁突软骨退变是TMJOA进展的关键病理机制,抑制炎症或维持软骨稳态已成为TMJOA治疗的核心目标。

目前TMJOA的临床治疗包括保守治疗与手术干预,根据疾病分期与患者个体特征选择。保守疗法包括药物治疗、物理治疗与咬合垫等,通常用于早期TMJOA。然而,现有多数药物(如美洛昔康、塞来昔布)主要以镇痛和抗炎为主,并不针对软骨再生。

因此,开发能够维持软骨稳态的药物仍是尚未满足的重大临床需求。随着再生医学的发展,干细胞疗法已被广泛研究作为TMJOA的潜在治疗手段。研究者已探索外源性间充质干细胞输注、干细胞来源外泌体以及激活内源性TMJ干细胞等多种策略。

尽管如此,干细胞疗法的临床应用仍受到诸多限制,如潜在致瘤性与免疫原性、细胞滞留率低、自体组织来源有限等。对于晚期TMJ疾病患者,手术治疗可缓解症状。如关节盘复位术可有效减轻TMJOA症状并促进髁突再生。

因此,促进术后恢复,尤其是在促进髁突软骨再生的同时减轻炎症反应,具有重要临床意义。关节内自体脂肪移植已在TMJ关节盘复位与置换手术中展现出良好效果,但自体脂肪移植受限于需要获取供区组织,且治疗效果难以预测。

图1 细胞游离脂肪提取物的制备及治疗颞下颌关节炎机制示意图(摘自Biomaterials )

为克服上述局限,近年来研究者开始关注无细胞脂肪提取物(CEFFE),一种从脂肪组织中分离的无细胞液体成分,通常来源于吸脂术废弃物。CEFFE具有多项优势:制备简便且可重复、无致瘤或免疫原性风险,富含与干细胞衍生物类似的抗炎因子与生长因子。

已有研究证实其具有抗炎、抗凋亡与促增殖等特性。因此,CEFFE不仅可作为早期TMJOA的有效治疗策略,还可用于促进术后髁突再生。

该研究系统探讨了CEFFE对TMJOA的治疗潜力与分子机制。结果表明,CEFFE通过抑制ATF3结合区域的染色质可及性,减少激活转录因子3(ATF3)与肌动蛋白结合LIM蛋白1(ABLIM1)启动子的结合,进而下调ABLIM1表达并抑制核因子κB(NF-κB)信号通路。

该机制在软骨细胞与巨噬细胞中均得到验证,证实CEFFE可维持软骨稳态、减轻滑膜炎并抑制炎症因子表达。因此,CEFFE是一种极具前景的治疗性生物材料,在TMJOA的疾病干预与术后治疗中均具有临床转化潜力。

参考消息:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961226001158?via%3Dihub

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