Nature Communications | 深圳先進院李光林/唐為研究團隊等提出原位釋氫調控衰老微環(huán)境促老齡骨修復的策略

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

　　近日，集成所神經工程中心李光林/唐為研究團隊聯(lián)合上海交通大學氫科學中心何前軍教授、華東理工大學劉昌勝院士在Nature Communications發(fā)表了題為Local H₂ release remodels senescence microenvironment for improved repair of injured bone 的文章，共同提出了原位長效釋氫阻止衰老進程、重塑老齡組織修復能效的策略，并系統(tǒng)探究了氫分子對于老齡骨組織中三類關鍵細胞（干細胞、巨噬細胞、骨細胞）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，并展現(xiàn)出明顯的SASP抑制效應（senomorphics）和一定程度的衰老細胞清除效應（senolytics）?；诖耍O計、開發(fā)了一種具有高產氫率（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），實現(xiàn)了體內原位超1周釋氫，較傳統(tǒng)注射等量富氫水釋氫量高46000倍。體內原位釋氫顯著性減緩了修復過程中多細胞衰老進程，介導衰老巨噬細胞抑炎極化和干細胞活性與功能維持，促進老齡骨缺損衰老與炎癥疊加的病理微環(huán)境向促再生方向轉化，有效實現(xiàn)24月齡老齡小鼠臨界股骨缺損修復。 

　　中國科學院深圳先進技術研究院、上海交通大學與華東理工大學為該論文共同通訊單位。中國科學院深圳先進技術研究院為論文第一完成單位。該工作也得到了國家自然科學基礎科學中心、中國科學院人機智能協(xié)同系統(tǒng)重點實驗室、國家自然科學基金、廣東省自然科學基金、深圳市科創(chuàng)委基礎研究項目、中國科學院青年創(chuàng)新促進會、博士后創(chuàng)新人才支持計劃和上海交通大學氫科學中心等的資助。