肌腱干细胞/祖细胞（TSPCs）治疗是一种很有前途的策略，可用于增强细胞基质和胶原蛋白的合成，并在肌腱损伤修复过程中调节肌腱微环境的代谢。然而，肌腱贫瘠的微环境和滑动剪切导致营养供应不足、损伤和注射的TSPCs在肌腱组织周围聚集，严重阻碍了其在肌腱病中的临床应用。在本研究中，通过将TSPCs封装在DNA水凝胶中，开发了一种TSPCs传递系统，因为DNA水凝胶通过提供增殖营养和保护剪切力，提供了良好的人工细胞外基质（ECM）微环境。这种传递方法将TSPCs限制在肌腱上，显著延长了它们的保留时间。研究还发现，注射TSPCs-Gel可促进大鼠肌腱病的愈合，在8周时，大鼠损伤肌腱的横截面积和负荷显著改善。此外，通过转录组测序研究TSPCs-Gel的潜在愈合机制，以确定一系列潜在的基因和信号通路靶点，以便进一步的临床治疗策略。这些发现提示了在TSPCs治疗中使用DNA水凝胶作为人工ECMs来促进细胞增殖和保护TSPCs的潜在途径。

转录组测序mRNAseq

（技术服务由伯豪生物提供）

开发了一种新的TSPCs传递系统（TSPCs-Gel），治疗跟腱病

1. TSPCs凝胶的合成与表征

Y和L DNA单体的自组装可以形成一个围绕TSPCs的3D超分子网络。DNA水凝胶的生物降解性对TSPCs的体内治疗至关重要。用Cy7荧光标记DNA水凝胶，注射到大鼠左跟腱，实验结果说明DNA水凝胶适用于将TSPCs用于肌腱病治疗。

2. 体外DNA水凝胶的培养与保护

实验证明本实验DNA水凝胶可以维持TSPCs的生存和功能，并保护TSPCs免受剪切力的影响，DNA水凝胶是解决TSPCs治疗肌腱病挑战的最佳候选药物之一。

3. TSPCs凝胶的体内治疗效果

通过I型胶原酶注射磷酸盐缓冲盐水后，将磷酸盐缓冲盐水（PBS）、DNA水凝胶、TSPCs-凝胶局部注射到跟腱中。以健康大鼠为阴性对照（图3A）。治疗3天后，从TSPCs-Gel组采集肌腱组织。如图3B所示，TSPCs-凝胶位于肌腱周围，DNA水凝胶为TSPCs在体内的生存提供了一个合适的人工ECM微环境。治疗4周后，TSPCs-Gel组的肌腱与健康的肌腱一样正常。治疗8周后，肌腱的生物力学性能显著增强。结果表明，TSPCs-Gel治疗可显著改善肌腱炎症反应。

4. TSPCs-Gel改善了肌腱的微观结构

采集所有组的肌腱组织进行苏木精和伊红（HE）和Masson染色。如图4A所示，治疗4周后，PBS和DNA-凝胶组肌腱胶原紊乱，核丰富呈圆形，ECM不均匀；然而，TSPCs治疗后略有改善，TSPCs-Gel治疗后明显改善。此外，TSPCs-Gel组的胶原蛋白排列明显改善,在治疗8周后，圆形核的数量下降到健康肌腱的正常水平（图4B）。Masson染色显示，TSPCs-Gel组的胶原组织明显增加，与其他组相比，胶原体积分数清晰可见（图4C）。COL-I是肌腱组织的主要结构和机械成分。COL-I低表达表明肌腱病理状态严重，而COL-III高表达表示对肌腱病理变化有修复反应。治疗8周后，COL-I和TNMD的表达显著增加。

5. TSPCS-凝胶诱导促进肌腱病愈合过程的潜在机制

转录组测序共2698个差异基因，其中1364个上调和1334个下调。许多研究表明了ECM和胶原蛋白形成在肌腱愈合中的重要性。GO富集分析显示富集分析显示，胶原激活的信号通路和胶原受体活性显著富集。KEGG富集分析显示柠檬酸循环、ECM–受体相互作用和TGF-β信号通路。这些结果为阐明TSPCs-Gel治疗促进肌腱病愈合过程的机制提供了一系列潜在的靶点。

参考文献：

Ge Z, Li W, Zhao R, Xiong W, Wang D, Tang Y, Fang Q, Deng X, Zhang Z, Zhou Y, Chen X, Li Y, Lu Y, Wang C, Wang G. Programmable DNA Hydrogel Provides Suitable Microenvironment for Enhancing TSPCS Therapy in Healing of Tendinopathy. Small. 2023 Apr 17:e2207231. doi: 10.1002/smll.202207231. Epub ahead of print. PMID: 37066733.