IF=10.7 |BioTNT助力生物医疗研究：胺化空心介孔普鲁士蓝纳米酶载卡托根素水凝胶通过ROS清除与STING抑制重塑衰老微环境促进软骨再生

2025年5月，上海交通大学医学院附属第六人民医院骨科、上海交通大学医学院、上海交通大学医学院附属第六人民医院四肢显微外科研究所、江西中医药大学研究生院、上海市骨科内植物重点实验室、海军军医大学（第二军医大学）第一附属医院全科医学培训基地、上海交通大学材料科学与工程学院金属基复合材料国家重点实验室共同在国际期刊《Small Structures》上发表的，题为“Kartogenin-Loaded Aminated Hollow Mesoporous Prussian Blue Nanozyme-Reinforced Hydrogel Remodels the Senescent Microenvironment via Reactive Oxygen Species Scavenging and Stimulator of Interferon Genes Inhibition to Promote Cartilage Regeneration.”的论文。何书航，沈志涵，张韧，刘珀霖，李旭然，邓清松，张雨辰，王昂，窦晓秋等为第一作者。郭尚春，陶世聪为通讯作者。

BioTNT相关：

本研究qRT-PCR实验参照既往研究方法进行。采用TRIzol试剂（赛默飞世尔科技）提取总RNA，使用Nanodrop分光光度计（Nanodrop 2000，赛默飞世尔科技）测定RNA浓度与纯度。应用Hifair® Ⅲ第一链cDNA合成预混液（11137ES60，Yeasen生物，中国上海）按说明书进行逆转录反应。实验所用引物由冠泰生物（BioTNT，中国上海）合成，引物序列详见表S1。qPCR反应采用翌圣生物提供的Hieff® qPCR SYBR Green预混酶（11204ES08），CT值采集使用LightCycler® 480系统（Roche，德国曼海姆）。

摘要：

关节软骨缺损因其自我更新与修复能力有限，仍是临床治疗的重大挑战。活性氧（ROS）的过度积累会导致线粒体功能障碍、炎症反应及软骨细胞衰老，从而阻碍软骨再生。本研究开发了一种可注射双功能水凝胶系统，由负载卡托根素（KGN）的胺化空心介孔普鲁士蓝（NH2-HMPB）纳米酶（简称NH@K纳米酶）与甲基丙烯酰化透明质酸（HAMA）构成。该"双缓释"系统在精准填充不规则软骨缺损的同时，可延长KGN的治疗时效。释放的NH@K纳米酶通过清除ROS、减轻氧化应激、保护线粒体功能、抑制cGAS-STING通路激活，并调控炎症反应与巨噬细胞极化，从而重塑衰老微环境。RNA测序分析与体外实验表明，NH@K纳米酶可调控软骨形成与炎症相关信号通路，促进软骨修复。大鼠模型实验证实，HAMA-NH@K水凝胶能显著增强细胞外基质沉积与软骨再生。本研究中纳米酶与水凝胶的协同作用实现了衰老微环境的重编程，为高级别软骨再生提供了创新性治疗策略。