前沿分享 | 重医附二院检验科陈维贤教授团队研究发现：多功能生物墨水GOM2-DM可通过神经发生和血管生成重塑骨微环境

摘要：全球范围内，每年因创伤、严重感染或骨肿瘤需进行高达400万例骨移植手术。现有骨科材料虽具备良好的成骨与血管生成特性，但由于仅针对单一系统，仍面临活性不足、免疫排斥及骨整合欠佳等挑战。尽管骨组织工程（BTE）持续发展，精确模拟真实骨组织的复杂微环境仍是重大难题，

全球范围内，每年因创伤、严重感染或骨肿瘤需进行高达400万例骨移植手术。现有骨科材料虽具备良好的成骨与血管生成特性，但由于仅针对单一系统，仍面临活性不足、免疫排斥及骨整合欠佳等挑战。尽管骨组织工程（BTE）持续发展，精确模拟真实骨组织的复杂微环境仍是重大难题，尤其在协调免疫调节、血管生成、神经支配及骨形成/吸收等多重生物功能方面。因此，BTE领域亟需开发能全面模拟天然骨再生微环境的策略。

重庆医科大学附属第二医院检验科陈维贤教授作为唯一通讯，其团队在国际权威期刊Advanced Functional Materials发表题为“Immunomodulation-Based Multifunctional Decellularized Matrix Bioink Derived from M2 Macrophages Remodels the Bone Microenvironment via Neurogenesis and Angiogenesis”的原创研究论文。该研究创新性地提出了基于GOM2-DM的无细胞骨修复策略，该策略通过免疫、血管和神经系统协同调节骨再生。该方法促进了骨再生及其与整个器官系统关联性的范式转变，强调了更全面、整体的视角，而非仅关注局部效应。

骨愈合过程包括早期炎症免疫调节、血管生成、神经支配、骨形成和骨吸收等多个事件，其中免疫调节在骨组织工程(BTE)中具有实现多系统调节的巨大潜力。然而，涵盖所有关键骨修复阶段的免疫调节策略尚未见报道。巨噬细胞逐渐被认为是组织再生的中心调节者，可能成为实现骨移植物与免疫、血管和神经系统地有效连接的核心角色。蛋白质组学分析表明，与成骨、血管生成及神经发生相关的蛋白质在M2型巨噬细胞中显著富集。为安全有效地将多功能M2巨噬细胞应用于BTE，本研究通过将M2巨噬细胞脱细胞基质（M2-DM）整合至氧化木葡聚糖-甲基丙烯酰化明胶（OXG－GelMA）水凝胶中，开发出多功能生物墨水（GOM2-DM），并与聚己内酯-纳米羟基磷灰石（PCL-nHAP）支架进行3D打印用于颅骨缺损再生。在临界骨缺损模型中，早期OXG与M2-DM协同作用优化M1-M2转变来及时终止促炎反应，这是后期骨愈合成功的先决条件。随着骨修复的进展，GOM2-DM能促进H型血管形成和神经标志物（β3-Tubulin/NeuN）表达。在骨再生和骨重塑阶段，GOM2-DM组形成了更多的骨量，实现宿主与移植物良好整合。进一步机制研究表明，M2-DM通过分泌IGF1激活PI3K/AKT通路以促进BMSCs成骨分化。这种基于免疫调节的策略可系统性协调骨微环境，展现出显著的BTE转化潜力。