kartogenin 對骨關節(jié)炎的治療作用機制及其在軟骨組織工程學中應用的研究進展

張詩晨, 金麗鷗, 李 躍, 鄭曉雪, 王 婧, 魏 欣, 王眾澤, 韓 冰

（1. 吉林大學口腔醫(yī)院頜面外科，吉林 長春 130021；2. 吉林省牙發(fā)育及頜骨重塑與再生重點實驗室，吉林 長春 130021）

骨關節(jié)炎（osteoarthritis， OA） 是一種關節(jié)退變性疾病，特點為慢性疼痛、關節(jié)炎癥及運動受限，在中老年群體中發(fā)病率較高，嚴重影響患者的生活質量并給社會造成極大負擔［1-2］。關節(jié)軟骨組織無血管和神經支配，細胞遷移率低，前體細胞數(shù)量少，自我修復能力有限［3］。目前，軟骨缺損的臨床治療方法主要包括微骨折術、鑲嵌式成形術、自體軟骨細胞植入術和基質誘導的自體軟骨細胞植入術等，然而這些治療方法對天然關節(jié)軟骨結構和功能的恢復效果有限［4］。近年來，間充質干細胞（mesenchymal stem cells， MSCs） 因具有多向分化、免疫抑制和免疫調節(jié)能力被認為是治療軟骨缺損最有前景的細胞類型［3］，但直接移植MSCs 治療OA 仍具有局限性，如較高的細胞丟失率和死亡率、纖維軟骨的形成以及向非軟骨細胞的其他細胞類型分化等［5-6］。此外，常被用于誘導MSCs 發(fā)生成軟骨分化的轉化生長因子β3 （transforming growth factor-β3，TGF-β3） 也因其較短的半衰期以及對軟骨肥大和軟骨內骨化的誘導等缺陷而造成治療失?。?，7］。因此，軟骨缺損和OA 的治療仍然是主要的臨床挑戰(zhàn)。 kartogenin （KGN）是近年來發(fā)現(xiàn)的小分子雜環(huán)物質，其結構為1 個4-氨基聯(lián)苯（4-aminobiphenyl， 4-ABP） 和1 個鄰苯二甲酸通過 酰 胺 鍵 相 連 而 成［8］。JOHNSON 等［9］最 早 發(fā) 現(xiàn)KGN 可通過促進骨髓間充質干細胞（bone marrow mesenchymal stem cells， BMSCs） 增殖和成軟骨分化修復軟骨缺損而不影響軟骨肥大化相關基因的表達，證明了其促進軟骨再生的潛力。此后的大量研究在補充KGN 促進軟骨再生修復機制的同時，還揭示了其緩解和治療OA 的其他作用機制。此外，大量研究利用KGN 分子結構上的羧基、氫鍵供體位點及氫鍵受體基團將其以物理結合或化學交聯(lián)的方法應用于軟骨組織工程學中的各類載體，既克服了KGN 高度疏水及存留期短的缺點，也為OA 的軟骨組織工程學治療帶來新的思路［5］。近年來，國內外關于KGN 的研究越來越多，但綜述類文章較少且均側重于KGN 促進軟骨再生修復的機制及其應用，而缺乏其對OA 治療作用機制的系統(tǒng)性闡述，對KGN 在軟骨組織工程學應用方面的總結也并不全面。本文作者強調KGN 對OA 的治療作用，并就其作用機制及其在軟骨組織工程學中的應用進行全面總結。

1 KGN 對OA 的治療作用機制

1.1 KGN 促進軟骨再生修復

1.1.1 KGN 促進軟骨再生修復相關信號通路

KGN 促進軟骨再生修復主要是通過促進MSCs的增殖和成軟骨分化實現(xiàn)的。JOHNSON 等［9］發(fā)現(xiàn)KGN 促進MSCs 成軟骨分化的作用主要與其調節(jié)核心結合因子β 亞基（core-binding factor β subunit， CBFβ）-Runt相關轉錄因子1 （Runtrelated transcription factor 1， RUNX1） 轉錄程序有關。KGN 與細絲蛋白A （filamin A， FLNA）的結合破壞了FLNA 與CBFβ 結合所產生的隔離作用，使得CBFβ 轉運至細胞核并與其中的RUNX1結合從而調節(jié)轉錄，促進成軟骨分化。通過對此轉錄程序以及刺猬因子信號通路和TGF-β 信號通路的激活，KGN 還可促進胚胎關節(jié)的發(fā)育［10］。ZHANG 等［8］發(fā)現(xiàn)雖然口服KGN可以減輕OA 的軟骨損傷，但在軟骨中僅發(fā)現(xiàn)了KGN 水解產物4-ABP 的存在，且4-ABP 促進MSCs 增殖和成軟骨分化的能力更強，而KGN 可能為其前藥形式。進一步研究發(fā)現(xiàn)4-ABP 的上述作用是通過激活磷脂酰肌醇3-激酶/蛋白激酶B信號通路實現(xiàn)的，RSK-3為其潛在靶點，從而使得對RSK-3 進行功能調節(jié)可能成為促進OA 軟骨再生的有效策略。另有研究［11］發(fā)現(xiàn)：KGN 還可以通過激活腺苷酸活化蛋白激酶—沉默信息調節(jié)因子1 （silent information regulator type 1， SIRT1） 信號通路刺激BMSCs的增殖。ZHOU 等［12］使用搭載了骨形態(tài)發(fā)生蛋白7 （bone morphogenetic protein 7， BMP-7） 基因的慢病毒過表達載體對滑膜間充質干細胞（synovial-derived mesenchymal stem cells，SMSCs）進行轉染，發(fā)現(xiàn)BMP-7 可以進一步調節(jié)其下游的Smad5 和4 種軟骨表型基因的表達，當BMP-7 被沉默后，KGN 對BMP-7 與Smad5 表達的促進作用被明顯抑制，證明了KGN 促進MSCs 的成軟骨分化作用還可以通過激活BMP-7/Smad5 信號通路實現(xiàn)。

1.1.2 KGN 利用旁分泌機制促進軟骨再生修復大量信息表明包括胞外小泡和外泌體在內的旁分泌機制在調節(jié)細胞分化、增殖和代謝活動等方面起到不可或缺的作用。小細胞外囊泡（small extracellular vesicles， sEVs）包括50～200 nm 的外泌體和小微泡，內部包含多種生物活性分子，如蛋白質和核酸，轉移到受體細胞后可調節(jié)其功能。JING 等［13］將sEVs 從KGN 預處理后的人臍帶間充質干細胞（human umbilical cord mesenchymal stem cells， hUCMSCs）中分離出來，發(fā)現(xiàn)當其重新被hUCMSCs 內化后，細胞內miR-381-3p 水平明顯升高，并可靶向作用于絲氨酸/蘇氨酸蛋白激酶1 的3'非翻譯區(qū)抑制Hippo信號通路，促進hUCMSCs的成軟骨分化，與使用包括TGF-β 和胰島素樣生長因子等在內的激素合劑效果相當。此外，MSCs 與KGN-sEV 的聯(lián)合應用還可明顯修復體內軟骨缺損。LIU 等［2］成功地將經KGN 預刺激（KGN-BMSCExos）和未經刺激（BMSC-Exos）的BMSCs 所產生的外泌體分離出來并研究了兩者對已分化軟骨細胞的影響以及對軟骨缺損的修復作用；體內和體外實驗研究發(fā)現(xiàn)：兩者均可通過調節(jié)軟骨細胞代謝促軟骨再生和基質形成。 與BMSC-Exos 比較，KGN-BMSC-Exos 的作用更強并可保持已分化軟骨細胞的表型，形成的基質中Ⅱ型膠原（collagen Ⅱ，COL Ⅱ）的水平及COL Ⅱ/Ⅰ型膠原（collagen Ⅰ，COLⅠ）的比值較高，與天然軟骨基質相似，而且規(guī)避了前者對RUNX1 表達抑制的缺陷。另外，與上述實驗相同濃度的KGN 在缺乏輔助因子的情況下并未對軟骨細胞產生影響，說明微量的KGN 可通過外泌體獲得更高的療效，證明了KGN-BMSCExos 作為一種非細胞制劑治療OA 的優(yōu)勢［2］。

1.1.3 KGN 與TGFβ-3 協(xié)同促進軟骨再生修復FAN 等［14］發(fā)現(xiàn)KGN 與TGF-β3可協(xié)同促進MSCs 成軟骨分化，前者的作用與其抑制RUNX1降解有關，而后者與其對Smad3 的激活有關，免疫共沉淀分析證明此協(xié)同作用由p-Smad3 與RUNX1 在MSCs 細胞核內相互作用所產生［14］。SHI 等［15］將KGN 與TGF-β3 和BMP-2 聯(lián)合應用時發(fā)現(xiàn)：KGN 明顯提高了MSCs 的增殖和成軟骨分化速度，且明顯降低了COL Ⅰ的表達［15］。有研究［10，16］在比較TGF-β3 和KGN 對人脂肪干細胞成軟骨分化的影響時發(fā)現(xiàn)： KGN 組X 型膠原（collagen X，COL X）表達水平明顯低于TGF-β3組，證明了KGN 對軟骨肥大的抑制，這可能與KGN 激活Smad2/3 通路，抑制Smad1/5/8 通路進而抑制RUNX2 的表達有關，表明兩者的協(xié)同作用既可體現(xiàn)在TGF-β3 對KGN 促軟骨再生作用的提高又可體現(xiàn)在KGN 對TGF-β3 誘發(fā)軟骨肥大作用的抑制［4］。JING 等［17］發(fā)現(xiàn)：將KGN 的預處理與TGF-β3 的應用結合起來不僅較兩者單獨應用時明顯提高了hUCMSCs 成軟骨基因的表達，而且還明顯抑制了后者對骨化基因表達的提高，穩(wěn)定了軟骨細胞表型。進一步使用c-Jun 氨基末端激酶（c-Jun N-terminal kinase，JNK）抑制劑和β-連環(huán)蛋白（β-catenin）激活劑進行研究發(fā)現(xiàn)：KGN 的預處理可以使MSCs 進入一種JNK 磷酸化增加伴β-catenin表達下調的軟骨前體細胞狀態(tài)，然后在TGF-β3 的誘導下可通過激活JNK/RUNX1 通路，抑制β-catenin/RUNX2 通路在提高TGF-β3 促進軟骨形成作用的同時抑制軟骨內骨化的發(fā)生，從而對TGF-β3 誘導成軟骨分化作用產生雙重優(yōu)勢。

1.2 KGN 對軟骨和軟骨細胞的保護作用

JOHNSON 等［9］發(fā)現(xiàn)KGN 明顯抑制了在腫瘤壞死因子α 和抑瘤素M 刺激下軟骨細胞的NO 釋放量及軟骨外植體中糖胺聚糖（glycosaminoglycan，GAGs） 的釋放量。此外，關節(jié)內注射KGN 后外周血中軟骨寡聚基質蛋白（cartilage oligomeric matrix protein， COMP）水平的降低也證明了OA嚴重程度的下降［9］。研究［18］表明：KGN 可以保護由IL-1β 損傷后的軟骨細胞、新生軟骨和軟骨外植體。在IL-1β 存在的情況下，KGN 既可以通過降低含Ⅰ型血小板結合蛋白基序的解聚蛋白樣金屬蛋白酶 5 （a disintegrin and metalloproteinase with thrombospondin motifs 5，ADAMTS-5） 的表達抑制聚集蛋白聚糖（aggrecan）的分解，還可以通過抑制CD44 蛋白裂解將透明質酸（hyaluronic acid，HA） 和aggrecan 錨定在軟骨細胞表面。相反，KGN 對軟骨細胞特異性基因，如COLⅡ、aggrecan和Sox9 的表達無明顯影響，且僅可在IL-1β 存在時提高Smad1 的磷酸化，證明其對已分化軟骨細胞的保護作用主要體現(xiàn)在廣泛的抗降解作用而非促進合成［18］。白細胞介素10（interleukin-10，IL-10）是一種體內、體外典型的抗炎癥細胞因子，對炎癥反應、基質金屬蛋白酶（matrix metalloproteinases，MMPs） 的表達和破骨細胞的生成均具有抑制作用。研究［1］表明：KGN 可以通過增加IL-10 和金屬蛋白酶組織抑制因子3 的表達而抑制炎癥及MMPs 的表達，并可阻礙由RANKL 介導的破骨細胞分化和激活，進而減緩OA 的發(fā)展和軟骨的破壞，而IL-10 的增加與KGN 促進調節(jié)T 細胞分化的作用有關。MOHAN 等［19］使用前十字交叉韌帶橫切術（anterior cruciate ligament transection，ACLT）構建了大鼠膝關節(jié)OA 模型并于術后每周在關節(jié)內注射125 μmol·L－1KGN，術后第3、6 和12 周使用磁共振成像（magnetic resonance imaging，MRI）檢查發(fā)現(xiàn)KGN 抑制了軟骨基質破壞及其生化改變；此外，血清COMP 和Ⅰ型膠原C 端肽（C-terminal telopeptide of typeⅠcollagen，CTX-Ⅰ）水平低于對照組，說明KGN 降低了軟骨和骨的轉換率。

1.3 KGN 對lubricin 表達和分泌的促進作用

lubricin，也被稱為表層區(qū)域蛋白或蛋白多糖4（proteoglycan 4， PRG4），由PRG4 基因編碼，是一種由表層軟骨細胞和滑膜細胞分泌至滑膜液中的糖蛋白，位于軟骨表面，可以通過自我消耗性的邊界潤滑機制降低關節(jié)軟骨的摩擦磨損系數(shù)，對軟骨的穩(wěn)定起到重要作用［20-21］。研究［9］發(fā)現(xiàn)：KGN 可以通過促進MSCs 的成軟骨分化提高軟骨細胞特異性蛋白lubricin 的合成。LIU 等［20］將KGN 與TGFβ1 和BMP-7 進行組合后應用于BMSCs，發(fā)現(xiàn)三者聯(lián)用時促進lubricin 合成和分泌的作用最強，可產生協(xié)同作用，且KGN 的貢獻最為顯著；三者聯(lián)用組中c-Myc 和adamts-5 的表達明顯下降，證明了lubricin 水平的升高與合成的增加和分解的減少均有密切關聯(lián)。而后，該團隊［22］將KGN 與軟骨細胞和BMSCs 聯(lián)合培養(yǎng)，發(fā)現(xiàn)該培養(yǎng)體系的軟骨形成作用明顯提高，而無需外源性細胞因子的介入；其中l(wèi)ubricin 表達的升高較COL Ⅱ和GAGs 具有延遲性，通過改變此培養(yǎng)基中2 種細胞的比例可以控制lubricin 高表達的時間進而對不同類型軟骨缺損進行時空調控。另外，此研究中KGN 的加入對已分化軟骨細胞中l(wèi)ubricin、COL Ⅱ和GAGs 的表達并無明顯影響。MIYATAKE 等［21］研究了KGN 對單層和微團培養(yǎng)軟骨細胞及關節(jié)軟骨外植體表層軟骨細胞的影響，結果發(fā)現(xiàn)：KGN 雖然在與TGFβ-1聯(lián)用時提高了lubricin mRNA 表達水平，但對3 個體系中軟骨細胞以及單層培養(yǎng)滑膜細胞中l(wèi)ubricin蛋白表達水平并未產生影響。故該團隊認為：KGN 對細胞的影響可能與其成熟程度有關，隨著細胞的成熟與分化，KGN 的作用逐漸下降，這與DECKER 等［10］的研究結果一致。然而，DECKER 等［10］在KGN 處理的胚胎肢芽外植體中未能發(fā)現(xiàn)lubricin 的明顯表達，并認為這與肢芽的年齡過小且缺乏驅化空化所需要的肌肉運動有關；進一步研究發(fā)現(xiàn)：Prg4-mCherry 報告基因小鼠的膝關節(jié)表層關節(jié)細胞在KGN 的刺激下于產后第2 天表現(xiàn)出強烈信號并在28 d 內逐漸加強。這表明除細胞的成熟程度外，KGN 對細胞的作用可能還取決于供體的成熟和分化程度。

1.4 KGN 對軟骨下骨的保護和改建作用

除軟骨外，軟骨下骨也參與了OA 的起始和進展。軟骨下骨由軟骨下骨板和下方的小梁狀骨組成，可通過運輸生長因子和細胞因子影響軟骨代謝。有研究［11］發(fā)現(xiàn)：OA 的發(fā)病機制與異常的骨重塑密切相關，而早期的OA 常出現(xiàn)軟骨下骨重塑的增加。目前，已有以軟骨下骨為靶點治療OA 的相關研究［19］報道。有研究［23］將微骨折術與術后關節(jié)內注射KGN 結合起來治療兔關節(jié)軟骨全厚缺損，結果發(fā)現(xiàn)：不僅透明軟骨含量得到明顯提高，軟骨下骨也得到適當改建，改良O’Driscoll 組織學評分中軟骨下骨相關項目評分較對照組明顯升高。MOHAN 等［19］使用MRI 對脛骨和股骨軟骨下小梁骨進行檢查時發(fā)現(xiàn)：OA 模型組骨體積分數(shù)項中股骨內、外髁和脛骨內、外側的數(shù)值以及骨小梁數(shù)項中股骨外髁和脛骨內側的數(shù)值均明顯下降，而KGN 的使用明顯抑制了這些數(shù)值改變，且MircoCT 定量分析也發(fā)現(xiàn)KGN 治療組中軟骨下骨板較對照組更為完整。WANG 等［11］發(fā)現(xiàn)KGN 可以通過激活AMPK-SIRT1 信號通路促進BMSCs 的成骨分化。KGN 對AMPK-SIRT1 通路的激活降低了細胞內活性氧（reactive oxygen species，ROS）的水平并提高了細胞內抗氧化酶的表達，因而提高了BMSCs 的抗氧化特性，而抗氧化性有助于MSCs 的成骨分化，結合SIRT1 本身對BMSCs 成骨定向分化所起到的重要調節(jié)作用，證明了KGN對OA 軟骨下骨組織改建的潛能，有利于MSCs 在骨組織工程中的臨床應用。

1.5 KGN 對OA 疼痛的緩解作用

JOHNSON 等［9］使用測痛儀檢測了關節(jié)內注射KGN 對急性手術誘導大鼠OA 模型所產生痛覺的影響，結果發(fā)現(xiàn)：1 μmol·L－1KGN 組較空白損傷組有顯著改善，且無明顯不良反應。另有研究［1］發(fā)現(xiàn)：KGN 抑制了由碘乙酸鈉誘發(fā)的大鼠關節(jié)炎的疼痛反應，提高了關節(jié)炎模型的縮足反射潛伏期、撤足閾值（paw withdrawal threshold， PWT）和承重能力。免疫組織化學分析顯示：KGN 降低了模型鼠背根神經節(jié)（dorsal root ganglion， DRG）中降鈣素基因相關肽等疼痛因子的表達。此外，IL-10 基因敲除關節(jié)炎小鼠的PWT 較對照組下降，且DRG 的結構受到破壞，體內、體外實驗中KGN對IL-10 表達的提高作用，證明了KGN 對OA 疼痛的緩解是通過抑制炎癥反應實現(xiàn)的。

2 KGN 在軟骨組織工程學中的應用

2.1 納米級和微米級聚合物

為提高KGN 的溶解性和穩(wěn)定性，延長其在關節(jié)內的存留時間并控制其釋放， 大量研究［7，14-15，24-32］選擇納米材料并以納米顆粒、納米纖維和納米管等形式作為KGN 的藥物運輸載體（表1），這些聚合物或直接用于關節(jié)內注射，或與其他治療性細胞和（或）生物活性分子共同搭載于聚合物支架上用于修復軟骨缺損，均得到了較好的效 果。ALMEID 等［5］制備了3種載KGN納米顆粒，包括疏水帶負電的聚乳酸-羥基乙酸共聚物［poly（lactic-co-glycolic acid），PLGA］、親水帶正電 的PLGA-聚乙二醇［poly （ethylene glycol），PEG］和親水帶負電的PLGA-PEG-HA 納米顆粒，并對其理化性質、懸浮穩(wěn)定性及KGN 釋放特點等方面進行研究，結果發(fā)現(xiàn)：疏水的PLGA 粒徑最小，但懸浮穩(wěn)定性較好，載藥率可達47%但釋藥率最低，而其余2 種親水性納米顆粒粒徑較大，但載藥率僅為13%～16%，釋藥率較高且內化作用強，證明了納米顆粒的表面功能化對其理化性質、釋藥性和懸浮穩(wěn)定性等方面的影響，再結合疏、親水性顆粒與MSCs 之間會出現(xiàn)表面締合和內化的差異現(xiàn)象，有助于KGN 納米載體的設計。

續(xù)表

除納米聚合物外，能延緩釋放、降低毒性并提高藥效的先進微技術也在廣泛開展。MAUDENS等［33］將納米技術與微顆粒結合構建了一種內部嵌有直徑為320 nm 的KGN 納米晶體聚合物顆粒（KGNNPPs），顆粒直徑為13.81 μm，載藥率達31.5%，藥物釋放量可在超過90 d 內保持在半數(shù)有效濃度（EC50）以上。此外，顆粒的基質由聚乳酸-Cy7 構成，可用于活體熒光定位。SUN 等［34］使用PLGA包載KGN 形成微球，并將其搭載在COL/CHI/HA 多孔支架上，通過調節(jié)微球大小和透明質酸鈉（hyaluronic acid sodium， HAS）的含量， 可 使KGN 在21 d 內累計釋放率超過90%。另有研究［35］將PLGA-KGN 微球及包含TGF-β1 的納米顆粒搭載于表層為COL/CHI/HAS， 過渡層為COL/CHI/絲素蛋白的雙層多孔支架上，對軟骨缺損也起到了極佳的修復效果。

2.2 水凝膠

目前，多種聚合物制成的水凝膠因可提供高含水量的三維微環(huán)境而有利于MSCs 在生物活性分子誘導下進行成軟骨分化和軟骨再生，且水凝膠已作為治療性細胞和藥物載體用于關節(jié)軟骨的修復［6，14］。LI 等［36］合成了一種PLGA-PEG-PLGA溫敏性三嵌段式水凝膠用于聯(lián)合搭載KGN 及BMSCs 修復軟骨缺損，KGN 物理混合于其中，196 h 可累計釋放約42.2%。此凝膠含量為20 wt%時的臨界成膠溫度為31 ℃，低于正常體溫，在37 ℃下的平均儲能模量可達1.018 kPa。對兔膝關節(jié)全層骨軟骨缺損模型的研究［36］發(fā)現(xiàn)：Gel/KGN/BMSCs 組表現(xiàn)出了最佳修復效果，應用12周后即可完整修復缺損，且再生軟骨的機械性能與正常軟骨相似。WANG等［37］將搭載了KGN 的PLGAPEG-PLGA 溫敏性水凝膠應用于兔膝關節(jié)ACLT模型，3 周后發(fā)現(xiàn)KGN 組的軟骨修復效果最好且關節(jié)炎癥最輕。LEE 等［38］將扁桃體來源的MSCs、KGN 及由RGD 包被的層狀雙氫氧化物共同結合于PEG-聚（L-丙氨酸）-聚（L-天冬氨酸）嵌段式水凝膠中構成了一種新型2D/3D 納米復合物系統(tǒng)，該系統(tǒng)于37 ℃成膠，儲能模量達750～820 Pa，可持續(xù)釋放KGN超過21 d。針對軟骨和軟骨下骨在細胞類型與基質組成方面的差異，有研究［39］設計了可良好結合并形狀可調的光交聯(lián)雙相水凝膠，其上、下層組成不同，可同時應用于軟骨缺損及軟骨下骨缺損中。該水凝膠軟骨層的壓縮模量可達（62.7±7.3） kPa，由丙烯酸異氰乙酯修飾的β-環(huán)糊精（β-cyclodextrin， β-CD） 及甲基丙烯酰HA構成，KGN 可通過主客體作用搭載于前者的疏水腔內；且HA2CD2組中KGN 在24 d 內的釋放量可從42%累計至88%，而在修飾的β-CD 含量提高的HA2CD4組中，KGN 在28 d 內的釋放量從25%增至80%，較前者有所延遲；對兔骨軟骨交界缺損的實驗結果表明：該雙相水凝膠可通過部位特異性方式高效修復骨軟骨缺損，為生物材料在組織修復中的應用提供了新的化學方法。此前，XU 等［6］利用主客體作用制備了由丙烯酰β-CD 及甲基丙烯酰明膠組成的光交聯(lián)水凝膠，KGN 搭載于β-CD的部分疏水腔內，可以穩(wěn)定且速度持續(xù)地釋放28 d，且該膠體內較弱的主客交聯(lián)有助于內源性成骨細胞修復軟骨下骨。

2.3 其他聚合物支架

有研究［40］使用PGS 和聚癸二酸丙二酯制備了一種形狀記憶型支架，KGN 共價交聯(lián)于其中，支架孔隙率可達（90±2）%，壓縮模量為（0.30±0.03） kPa，12 周KGN 的累計釋放率可達（76±2）%。該支架的形狀記憶性可使其由初始形態(tài)在高溫下被加工成高度壓縮態(tài)，室溫下臨時壓縮態(tài)穩(wěn)定，而微創(chuàng)植入體內后可在體溫下恢復至初始形態(tài)，形狀回復率和形變固定率可達97%和98%，降低了支架植入時造成的組織損傷；體內實驗證明：該支架可招募內源性MSCs，無需外源性生長因子或種子細胞即可促進軟骨修復，且所形成組織與正常軟骨組織相似。另有研究［41］制備了一種含有氨基的聚醚酯氨酯脲基［poly （ether-esterurethane） urea-amino， PEEUUN］ 支架，共價交聯(lián)搭載KGN，支架孔隙率達（83.7±3.3）%，楊氏模量為（7.47±0.12）kPa，在31 d 內KGN 累計釋放率約42%。該支架彈性較好，可以承受60%的壓縮應變，壓力釋放后可恢復至初始形狀。對兔膝關節(jié)全厚軟骨缺損進行體內實驗結果顯示：12 周后PEEUUN-KGN 組修復質量最高，且缺損邊緣和底部與正常組織融合良好。

3 結 語

綜上所述，KGN 可以在多個方面延緩及治療OA。此外，采用物理結合或化學交聯(lián)的方法將KGN 搭載于多種聚合物載體上也為OA 的軟骨組織工程學治療創(chuàng)造了更為理想的條件。雖然沒有相關臨床試驗，但已有研究［3］使用OA患者的BMSCs 和骨軟骨外植體模擬體內微環(huán)境，結果顯示：KGN 促軟骨再生作用顯著并對肥大性分化無明顯影響。然而，如何利用KGN 的旁分泌機制以克服目前基于細胞治療OA 的局限性以及如何對4-ABP 和KGN 進行化學修飾以避免其潛在毒性并提高藥效等問題仍需更為深入和詳細的研究來解決，以期使KGN 能夠最大限度地應用于OA 的臨床治療。