本报讯 附属上海儿童医学中心心胸外科郑景浩教授、何晓敏主治医师团队近日在生物材料学国际权威期刊Biomaterials（影响因子10.273）发表了气管软骨组织工程方向的最新研究成果《来源于经Kartogening预处理后间充质干细胞所提炼的miR-381富集的小外囊泡可通过靶分子TAOK1促进干细胞成软骨分化》。该研究首次利用小分子化合物对间充质干细胞进行干预，并获取其细胞外囊泡发现可显著诱导干细胞成软骨分化，进一步通过二代测序技术及功能验证揭示了其中的分子机制，这将对基于间充质干细胞的软骨再生具有重大指导意义。
先天性气管狭窄是一种儿童最常见的结构性阻塞性气道病变，主要原因是由气管软骨发育异常所致气管管腔的狭窄，可分为局限性狭窄和弥漫性狭窄（长段气管狭窄）。由于气管的软骨是一种永久性透明软骨组织，一旦出现骨化或钙化，将严重影响功能。因此，如何调控干细胞定向分化为软骨细胞，并维持成熟软骨细胞表型以获得持续稳定的软骨组织是目前气管组织工程研究中亟待解决的重大问题之一。
间充质干细胞具有多向分化潜能，在不同的诱导条件下能够向骨细胞、软骨细胞和脂肪细胞分化，因而成为气管软骨组织工程领域较为理想的“种子细胞”。目前，常用的间充质干细胞成软骨体外诱导方案含有多种生长因子和激素，包括转化生长因子、胰岛素样生长因子、地塞米松、胰岛素、转铁蛋白和抗坏血酸等。但这些诱导方案诱导分化效率有限，获取的软骨细胞表型不稳定，易发生骨化，而且诱导成本亦较高。郑景浩、何晓敏团队在前期研究即首次发现间充质干细胞经小分子化合物Kartogenin预处理后能够进入软骨前体干细胞阶段，此阶段的细胞能够在TGF-β3等生长因子诱导下向软骨细胞高效分化，且所得细胞表型相对稳定。
郑景浩团队在前期研究的基础上，历经3年时间，进一步取得突破性进展，探究发现Kartogenin预处理后间充质干细胞所产生的细胞外囊泡具有促进间充质干细胞成软骨分化的作用。并通过二代测序技术、体内外功能验证证实：细胞外囊泡主要是通过传递囊泡中富集的miR-381-3p，靶向调控受体细胞中TAOK1的表达，从而抑制Hippo通路，最终实现促进间充质干细胞软骨分化和软骨再生。本研究应用细胞外囊泡可降低对TGF-β3等生长因子类诱导剂的依赖，对基于间充质干细胞的软骨再生具有重大理论价值和指导意义。
（何晓敏）