干细胞能改善肩部手术吗

在肩部手术史上，NFL 四分卫德鲁·布里斯 (Drew Brees) 是个异类。2005 年，布里斯被擒抱，投掷肩部的肩袖肌腱严重撕裂，这可能会终结他的职业生涯。但在手术和康复之后，布里斯在下个赛季回归，带领他的球队进入季后赛，并继续赢得 2010 年超级碗。

不幸的是，肩袖修复并不总是那么顺利，尤其是在老年人中，这个年龄段最容易受到这些伤害。这种手术的失败率从轻微撕裂的年轻患者的 20% 到严重撕裂的老年患者的 94% 不等。

“我们使用具有 3,000 年历史的技术修复肩袖撕裂，” 哥伦比亚大学 Vagelos 内外科医学院整形外科系生物医学工程师Stavros Thomopoulos 博士说。

“埃及人想出了缝合来修复撕裂的组织。从根本上说，这就是我们今天仍在做的事情，”Thomopoulos 说。“我们将撕裂的肌腱附着在骨头上，等待身体的自然愈合机制发挥作用，并希望一切顺利。有时有效，有时无效。”

肩袖手术经常失败的原因与称为附着点的结构有关，附着点是一种将肌腱与骨骼连接起来的结实但薄如纸的组织层。一旦撕裂的肌腱被缝合并固定在骨头上，附着点就不会自行再生。

没有功能性附着点，手术修复在机械上比原来的要弱，容易发生二次撕裂。

“我想，为什么不回到发育生物学并了解身体如何从头开始构建附着点呢?一旦我们知道这一点，我们就可以应用这些经验教训在受伤后再生附着点，”Thomopoulos 说。

Thomopoulos 之前发现附着点细胞来自一个共同的祖先：Gli1+ 细胞。理论上，将 Gli1+ 细胞添加到修复中可以在肩袖手术后再生附着点，并使连接更牢固。

Thomopoulos 本月发表的最新研究表明，将 Gli1+ 细胞移植到肩袖损伤小鼠体内可促进肌腱端愈合，这是迈向此类治疗的第一步。“到目前为止，我们只在理想化的小鼠模型中展示了这一点，但这是一个有希望的开始，”他说。

将 Gli1+ 细胞转化为一种疗法需要了解细胞产生附着点所有部分所需的环境条件和分子信号。

在这项研究中，Thomopoulos 已经开始揭示这些要求，使用单细胞 RNA 测序来确定 Gli1+ 祖细胞如何产生附着点中的不同细胞以及协调每种类型发育的调节分子。

“在我们进入临床试验之前还有很多工作要做，”Thomopoulos 补充道。“例如，我们需要找到良好的 Gli1+ 细胞来源。老年人体内的这些细胞所剩无几，因此我们需要找到一种在实验室中生成它们的方法。我们还需要改进我们的递送方法，以将细胞运送到正确的位置。”

如果成功，这种生物学方法还可用于加强其他需要肌腱到骨骼愈合的修复，包括 ACL 重建，并首先防止肌腱断裂。

“我认为生物制剂是骨科手术的未来，”Thomopoulos 说，“但我们仍需要多年的基础研究才能充分发挥其潜力。”