古老中药与现代干细胞技术的完美结合!Aging Dis：传统中药牛膝中的活性成分联合透明质酸水凝胶，为骨关节炎患者带来软骨再生新希望

古老中药与现代干细胞技术的完美结合！Aging Dis：传统中药牛膝中的活性成分联合透明质酸水凝胶，为骨关节炎患者带来软骨再生新希望

来源：100医药网 2025-02-17 11:23

研究发现，0.5 mg/mL的Cyaonoside A诱导间充质干细胞3天，可增强其成软骨分化能力，搭载该诱导细胞的透明质酸水凝胶系统，在骨关节炎治疗中展现出促进软骨修复与再生的良好效果。

骨（Osteoarthritis，OA）是一种极为常见的退行性关节疾病，全球患病人数众多，严重影响患者的，尤其是中老年人。目前的治疗手段，从药物治疗到手术干预，都难以真正实现受损软骨的再生修复。

不过，近期一项发表于Aging Dis的研究Enhanced Chondrogenic Potential and Osteoarthritis Treatment Using Cyaonoside A-Induced MSC Delivered via a Hyaluronic Acid-Based Hydrogel System为骨关节炎的治疗带来了新的希望，该研究创新性地将传统中药成分与技术相结合，所构建的HAMA@C-MSC递送系统展现出卓越的治疗效果。

图 1：HAMA@C-MSC递送系统治疗膝骨关节炎

间充质干细胞（MSC）因其具有分化为软骨细胞的潜力，在骨关节炎治疗领域备受关注。而传统中药牛膝中的活性成分Cyaonoside A（CyA），此前研究发现其能够促进软骨细胞增殖、抑制炎症因子，对维持关节内环境稳定有积极作用。在此基础上，本次研究团队深入探索CyA诱导MSC治疗骨关节炎的协同效应，致力于为患者提供更有效的治疗方案。

在研究过程中，科研人员首先优化了CyA诱导MSC的条件。通过多组实验对比不同浓度CyA在不同时间下对MSC的作用，结果显示，使用0.5 mg/mL的CyA处理MSC 3天，能显著提升关键软骨特异性基因ACAN、COL2A和SOX9的表达水平。这一诱导条件不仅促进了MSC向软骨细胞的分化，还保障了细胞的活力，为后续研究奠定了重要基础。

图 2：CyA促进间充质干细胞成软骨分化

为了进一步探究C-MSC（CyA诱导的MSC）的药理作用和分化机制，研究人员进行了基因层面的分析。对比C-MSC与普通MSC，发现存在337个差异表达基因，这表明CyA对MSC的基因表达产生了显著影响。通过KEGG和GO富集分析，揭示了这些差异基因主要参与TGF- 、PI3K-Akt和Wnt等关键信号通路，这些通路在软骨分化和发育过程中发挥着核心调控作用。

在细胞功能研究方面，研究人员重点观察C-MSC对受损软骨细胞的修复作用。实验以白细胞介素-1 （IL-1 ）诱导人软骨细胞凋亡，模拟骨关节炎的炎症环境。结果发现，C-MSC的上清液能够显著减轻IL-1 诱导的软骨细胞凋亡。进一步研究表明，这一保护作用主要得益于C-MSC上清液中的外泌体。外泌体可上调软骨生成相关基因的表达，同时下调软骨降解基因，有效促进软骨修复。

值得注意的是，C-MSC来源的外泌体在功能上优于普通MSC来源的外泌体。在粒径方面，C-MSC外泌体平均粒径更小，这使其具有更高的组织渗透性。在细胞实验中，添加C-MSC外泌体的实验组，软骨细胞的关键基因和蛋白表达水平提升更为显著，细胞凋亡率明显降低，充分展现了C-MSC外泌体在修复软骨损伤和减轻炎症方面的优势。

为了实现C-MSC在关节腔内的、有效递送，研究团队开发了基于甲基丙烯酸化透明质酸（HAMA）的可注射水凝胶系统（HAMA@C-MSC）。这种水凝胶具有良好的可注射性，便于在关节腔内进行操作。其内部结构能够使C-MSC均匀分布，且在交联固化后，为细胞提供稳定的微环境。同时，HAMA@C-MSC水凝胶具备适宜的机械性能、溶胀性和降解性，能较好地适应关节的生理活动需求。生物相容性和生物安全性评估显示，该水凝胶对红细胞无溶血作用，对细胞增殖也无不良影响，为临床应用提供了安全保障。

在动物实验环节，研究人员构建了大鼠骨关节炎模型，对HAMA@C-MSC的体内治疗效果进行验证。结果显示，与其他治疗组相比，接受HAMA@C-MSC治疗的大鼠，关节结构完整性得到显著改善。通过Micro-CT、MRI等影像学检查，以及组织学染色和组化分析，发现该组大鼠的关节软骨表面更光滑，软骨细胞再生明显，胶原纤维排列更有序，关键软骨特异性基因ACAN和COL2A的表达水平显著提升，充分证明了HAMA@C-MSC在体内治疗骨关节炎的有效性。

图 3：负载CyA诱导的间充质干细胞水凝胶的体内治疗效果评估

综上所述，本研究成功优化了CyA诱导MSC的条件，明确了C-MSC在促进软骨再生和抑制炎症方面的优势机制，同时验证了HAMA@C-MSC水凝胶系统在体内治疗骨关节炎的显著疗效。这一创新性的联合治疗策略，将传统中药成分与干细胞技术有机结合，为骨关节炎的治疗提供了新的方向和方法。虽然目前该研究成果仍处于基础研究和动物实验阶段，但它为未来骨关节炎的临床治疗带来了新的希望，有望在不久的将来为广大患者带来更有效的治疗方案，推动骨关节炎治疗领域的重大进展。（100yiyao.com）

参考文献：

An X, Zhou Q, Sheng S, et al. Enhanced Chondrogenic Potential and Osteoarthritis Treatment Using Cyaonoside A-Induced MSC Delivered via a Hyaluronic Acid-Based Hydrogel System.Aging Dis. Published online January 31, 2025. doi:10.14336/AD.2024.10016

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