上海医生“人造气管”领域突破进展，或为儿童

近日，国家儿童医学中心在线出版国际期刊《Advanced?Science》（ Shanghai), Shanghai 交大医学院附属上海儿童医学中心心脏中心李芬和张浩团队的最新研究成果，记录了该团队在组织工程气道软骨研究领域取得的突破建造。

先天性气管狭窄是一种罕见的气道阻塞性疾病。在先天性心脏病患儿中并不少见，约占先天性心脏病患儿的1.5%。 这些孩子有反复呼吸道感染、呼吸窘迫、严重低氧血症等，严重威胁到他们的生命。

气管是由外层透明软骨组织、中层富含血供的结缔组织和内层上皮组织组成的扁圆开放腔。其中，软骨组织的外层主要起支撑作用。防止因呼吸练习导致气管内外压力变化而使气管塌陷或闭塞。由于气管结构的复杂性，对手术治疗提出了巨大的挑战。 如果能在体外构建结构和功能与正常气管软骨相似的软骨组织，再通过手术移植替代狭窄的气管，可能为长型气管狭窄的治疗提供新的解决方案。

然而，气管软骨是皮下环境中的一种软骨组织。与关节软骨缺损的修复不同，皮下环境中的软骨缺损修复一直是一个国际难题。主要的困境是：将具有临床应用前景的干细胞（如骨髓间充质干细胞）构建的软骨组织植入关节微环境时，容易形成稳定的软骨组织，但植入皮下微环境后，容易变得骨化或纤维化，失去软骨的表型和功能。主要原因是皮下环境血管丰富，分化的软骨组织难以抵抗血管的侵袭而发生骨化，但目前尚无好的解决方案。

上海儿童医学中心心脏中心李芬和张浩团队利用静电纺丝技术设计了一种含有阿西替尼的胶原/PCL纳米纤维膜。阿昔替尼是一种抗血管化药物，当干细胞分化的软骨组织植入皮下时，会产生类似于关节腔的无血管化微环境，维持软骨组织表型的稳定性。

研究人员对包裹在纳米纤维膜中的软骨组织进行了转录组学测序，结果表明，缓释阿西替尼的纳米纤维膜可以在皮下环境中产生无血管、缺氧、低免疫反应。微环境，在该微环境中，TIMP1的表达显着增加，而基质金属酶的活性受到显着抑制，提示TIMP1在该过程中起关键作用，可能成为新的治疗靶点。

阿西替尼是国际知名药企上市的新一代抗肿瘤药物，可选择性抑制血管内皮生长因子受体的活性，从而减少血管生成。静电纺丝技术制备的纳米纤维膜不仅具有与天然细胞外基质相似的仿生结构，而且具有较高的比表面积和孔隙率，可将阿西替尼均匀负载在支架材料上，并在局部环境中持续缓慢。释放以避免全身给药或多次给药引起的副作用和不良反应。

该研究为先天性心脏病和先天性长气管狭窄患儿的外科治疗提供了新思路，也为角膜、肌腱等其他无血管组织的再生提供了线索。为关节炎的治疗和肿瘤切除后的局部治疗提供了研究思路。

上海儿童医学中心心内科博士生季天机，上海小儿先心病研究所助理研究员冯蓓（共同通讯作者） ,心内科主任医师沉杰伟共同撰写论文第一作者心内科主任医师李芬、心胸外科主任医师张浩为共同通讯作者纸。该工作得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金和上海市自然科学基金的支持。

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文章来源：《上海医学》 网址: http://www.shyxzzs.cn/zonghexinwen/2021/0902/704.html