Nature Communications | 深圳先進(jìn)院李光林/唐為研究團(tuán)隊(duì)等提出原位釋氫調(diào)控衰老微環(huán)境促老齡骨修復(fù)的策略

　　近年來(lái)，人口老齡化日益加劇，老齡化不僅直接導(dǎo)致了對(duì)組織修復(fù)材料和制品的巨大需求。值得關(guān)注的是，老齡患者的組織損傷伴有衰老相關(guān)變化，衰老環(huán)境中免疫系統(tǒng)紊亂，衰老細(xì)胞發(fā)生DNA損傷、線粒體功能障礙、過(guò)度氧化應(yīng)激反應(yīng)等現(xiàn)象，且大量表達(dá)由炎癥因子、趨化因子、基質(zhì)降解蛋白酶等組成的衰老相關(guān)分泌表型因子（Senescence-Associated Secretory Phenotype，SASP），嚴(yán)重制約組織再生修復(fù)效果。盡管一系列抗衰老藥物被報(bào)道，但均具有半衰期短、系統(tǒng)性毒副作用、有效性不足（不同細(xì)胞對(duì)藥物的敏感程度不一）等問(wèn)題。目前國(guó)內(nèi)外缺乏針對(duì)改善衰老微環(huán)境的組織修復(fù)材料。 

　　近日，集成所神經(jīng)工程中心李光林/唐為研究團(tuán)隊(duì)聯(lián)合上海交通大學(xué)氫科學(xué)中心何前軍教授、華東理工大學(xué)劉昌勝院士在Nature Communications發(fā)表了題為Local H₂ release remodels senescence microenvironment for improved repair of injured bone 的文章，共同提出了原位長(zhǎng)效釋氫阻止衰老進(jìn)程、重塑老齡組織修復(fù)能效的策略，并系統(tǒng)探究了氫分子對(duì)于老齡骨組織中三類(lèi)關(guān)鍵細(xì)胞（干細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、骨細(xì)胞）衰老行為的影響。研究發(fā)現(xiàn)，氫分子具有廣譜抗衰老效應(yīng)，并展現(xiàn)出明顯的SASP抑制效應(yīng)（senomorphics）和一定程度的衰老細(xì)胞清除效應(yīng)（senolytics）?；诖耍O(shè)計(jì)、開(kāi)發(fā)了一種具有高產(chǎn)氫率（911 mL/g）、良好生物相容性的硅化鈣納米材料（CaSi₂，CSN），采用靜電電噴策略以可降解聚合物聚羥基脂肪酸酯為載體（Polyhydroxyalkanoate，PHA）共電噴于介孔活性玻璃支架上（Mesoporous Bioactive Glass，MBG），實(shí)現(xiàn)了體內(nèi)原位超1周釋氫，較傳統(tǒng)注射等量富氫水釋氫量高46000倍。體內(nèi)原位釋氫顯著性減緩了修復(fù)過(guò)程中多細(xì)胞衰老進(jìn)程，介導(dǎo)衰老巨噬細(xì)胞抑炎極化和干細(xì)胞活性與功能維持，促進(jìn)老齡骨缺損衰老與炎癥疊加的病理微環(huán)境向促再生方向轉(zhuǎn)化，有效實(shí)現(xiàn)24月齡老齡小鼠臨界股骨缺損修復(fù)。 

　　中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院、上海交通大學(xué)與華東理工大學(xué)為該論文共同通訊單位。中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院為論文第一完成單位。該工作也得到了國(guó)家自然科學(xué)基礎(chǔ)科學(xué)中心、中國(guó)科學(xué)院人機(jī)智能協(xié)同系統(tǒng)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東省自然科學(xué)基金、深圳市科創(chuàng)委基礎(chǔ)研究項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、博士后創(chuàng)新人才支持計(jì)劃和上海交通大學(xué)氫科學(xué)中心等的資助。