在肩部手術的歷史上，美國國家橄欖球聯盟四分衛Drew Brees是一個異類。2005年，Brees被擒抱，他投擲橄欖球的肩膀上的肩袖肌腱（rotator cuff tendon）遭受嚴重撕裂，這可能是他職業生涯的終結。但經過手術和康復治療，Brees在下個賽季回歸，帶領他的球隊進入季后賽，并贏得了2010年的超級碗冠軍。

不幸的是，肩袖修復并不總是那么順利，特別是在老年人中，他們是最容易遭受肩袖肌腱撕裂的年齡組。這種修復手術的失敗率從肩袖肌腱輕微撕裂的年輕患者的20%到肩袖肌腱嚴重撕裂的老年患者的94%。

美國哥倫比亞大學瓦格洛斯內外科學院骨科手術系生物醫學工程師Stavros Thomopoulos博士說，“我們使用一種有3000年歷史的技術修復肩袖撕裂。埃及人想出了縫合的方法來修復撕裂的組織。這基本上就是我們今天仍然在做的事情。我們將撕裂的肌腱連接到骨頭上，等待身體的自然愈合機制啟動，并希望得到最好的結果。它有時成功，有時不成功。”

肩袖手術經常失敗的原因與一種叫做“纖維軟骨接口（enthesis）”的結構有關，這是一層堅固但薄如紙的組織，連接著肌腱和骨頭。一旦用縫線縫合撕裂的肌腱并將其固定在骨頭上，纖維軟骨接口就不會自我再生了。如果沒有功能性的纖維軟骨接口，手術修復后的肩袖肌腱在力學上比原來的要弱，容易發生第二次撕裂。

Thomopoulos以前已發現，纖維軟骨接口細胞來自一個共同的祖先：Gli1+細胞。理論上，在修復過程中加入Gli1+細胞可以使肩袖手術后的纖維軟骨接口再生，并使連接更加牢固。

在一項新的研究中，Thomopoulos及其團隊發現將Gli1+祖細胞移植到有肩袖損傷的小鼠體內能促進纖維軟骨接口愈合。他們利用單細胞RNA測序確定Gli1+祖細胞如何產生纖維軟骨接口的不同細胞以及協調每種細胞類型發育的調節分子。相關研究結果發表在2022年12月1日的Cell Stem Cell期刊上，論文標題為“A mineralizing pool of Gli1-expressing progenitors builds the tendon enthesis and demonstrates therapeutic potential”。

將Gli1+細胞轉化為一種療法，將需要了解這些細胞合成纖維軟骨接口的所有部分所需的環境條件和分子信號。

Thomopoulos補充說，“在我們能夠進入臨床試驗之前，還有很多研究工作要做。比如，我們將需要找到一個良好的Gli1+細胞來源。老年人已經沒有多少這樣的細胞了，所以我們需要找到一種方法在實驗室中產生它們。我們還需要完善我們的遞送方法，將這些細胞送到正確的地方。”

圖片來自Cell Stem Cell, 2022, doi:10.1016/j.stem.2022.11.007。

如果成功的話，這種生物制劑方法也可能能夠用于加強其他需要肌腱與骨骼愈合的修復，包括前交叉韌帶重建，并首先防止受損的肌腱破裂。

Thomopoulos說，“我認為生物制劑是骨科手術的未來，但我們仍然需要多年的基礎研究來充分實現它們的潛力。”（ Bioon.com）

參考資料：

Fei Fang et al. A mineralizing pool of Gli1-expressing progenitors builds the tendon enthesis and demonstrates therapeutic potential. Cell Stem Cell, 2022, doi:10.1016/j.stem.2022.11.007.