《Engineered Regeneration》：Harnessing the interplay between tendon stem/progenitor cell and microenvironment boosts tendon tissue regeneration
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本综述系统阐述了肌腱干/祖细胞（TSPC）不同亚群的鉴定及其与体内外微环境（Niche）的相互作用，首次提出“退变循环”（Degeneration Loop）概念，并据此衍生出“重塑微环境-打破退变循环-促进肌腱愈合”的再生策略。文章深入探讨了通过调控生化（ECM成分、生长因子、细胞互作等）与物理（机械负荷、基质刚度、压电效应等）微环境以优化TSPC体外扩增与成腱分化的最新进展，展望了单细胞多组学、人工智能（AI）与类器官等技术在推动TSPC亚群研究及临床应用中的潜力，为肌腱组织工程提供了创新理论与技术视角。
肌腱干/祖细胞与微环境的相互作用：推动肌腱再生的新策略
肌腱损伤是常见的肌肉骨骼疾病，由于其自然愈合能力有限，常导致功能恢复不佳。基于肌腱干/祖细胞（TSPC）的肌腱组织工程为治疗肌腱损伤提供了潜在策略。TSPC的功能调控深受体内外微环境因素的影响。本综述旨在系统梳理TSPC研究的最新进展，重点关注其亚群鉴定、微环境调控及再生应用。
TSPC的鉴定与亚群
TSPC是一类具有克隆形成、自我更新和多向分化潜能的干细胞。尽管缺乏特异性表面标志物，它们表达Stro-1、CD146、CD90等间充质干细胞常见标志，以及SCX（Scleraxis）、COL1（Collagen Type I）、TNMD（Tenomodulin）等肌腱相关标志。研究表明，TSPC具有高度异质性。利用单细胞测序和谱系追踪技术，研究人员已鉴定出多个TSPC亚群，例如位于腱鞘的NES+（Nestin）TSPC、Tppp3+Pdgfra+细胞、PRG4+RSPO2+TSPC、Ctsk-Cre标记的亚群、αSMA+祖细胞、OCN+（Osteocalcin）腱鞘细胞、CD26+TSPC等。在肌腱-肌肉接头（MTJ）和肌腱-骨接头（TBJ）也发现了独特的细胞亚群，如Scx+Hoxd13+细胞、Cd9+Cd271+TSPC、Hic1+Col22a1+祖细胞、Gli1+细胞等。这些亚群在肌腱发育、稳态维持和损伤修复中扮演着不同角色，其精确鉴定和功能解析是未来研究的关键。
TSPC的体内微环境
TSPC所处的体内微环境极其复杂，主要包括生化微环境和物理微环境。
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生化微环境：
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ECM成分：细胞外基质（ECM）是微环境的核心。胶原蛋白的平行排列通过组蛋白去乙酰化酶（HDAC）等信号调控TSPC表型。非胶原蛋白如BGN（Biglycan）、FMOD（Fibromodulin）、TNMD、Laminin（层粘连蛋白）、Postn（Periostin）、Sparc等对TSPC的自我更新、分化和基质重塑至关重要。弹性蛋白前体Tropoelastin能诱导干细胞向腱系分化。酶如LOX（Lysyl Oxidase）催化胶原交联，决定肌腱力学性能。
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生长因子与信号通路：TGFβ（Transforming Growth Factor-beta）信号通路在肌腱发育和修复中起核心作用，但其水平需精确调控。BMPs（Bone Morphogenetic Proteins）成员功能各异，BMP-12/13/14促进成腱分化，而BMP-2/7则强效诱导成骨/成软骨分化，不当使用可能导致异位骨化。FGFs（Fibroblast Growth Factors）、PDGF（Platelet-Derived Growth Factor）、CTGF（Connective Tissue Growth Factor）、IGF1（Insulin-like Growth Factor 1）、VEGF（Vascular Endothelial Growth Factor）等也参与调控。Hedgehog（Hh）信号通路对肌腱附着点形成和修复很重要，但异常激活可能导致病理变化。
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细胞组分：TSPC与肌腱内的其他细胞（如tenocytes、免疫细胞、内皮细胞、神经细胞）以及邻近组织（肌肉、骨）存在密切互作。外泌体（Exosomes）是细胞间通讯的重要媒介，可携带miRNA等物质调控TSPC行为。肌肉分泌的myokines（如FGFs、SPARC）以及骨骼微环境通过旁分泌信号影响TSPC。免疫细胞（如巨噬细胞）和神经支配在肌腱愈合中也发挥双重作用。
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代谢物与激素：维生素C是胶原合成的必需辅因子。乳酸在损伤微环境中积累可能阻碍愈合。病理状态下，晚期糖基化终末产物（AGEs）、氧化型低密度脂蛋白（oxLDL）、尿酸单钠（MSU）晶体等代谢物积累会损害肌腱健康。雌激素、糖皮质激素、甲状旁腺激素（PTH）、瘦素等激素也显著影响TSPC功能和肌腱基质量。
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物理微环境：
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机械负荷：适度的机械负荷促进TSPC成腱分化和肌腱稳态，而异常负荷导致病理改变。PIEZO1离子通道在肌腱感知剪切力中起关键作用。
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基质拓扑结构与刚度：仿生支架（如脱细胞肌腱基质）能特异性诱导TSPC成腱分化。较软的基质更有利于TSPC维持腱系表型，而硬基质可能驱动其异常分化。
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压电效应：胶原蛋白的压电特性可将机械刺激转化为电信号，通过PIEZO2等通道影响细胞行为，是肌腱力传感和调控TSPC命运的新兴机制。
“退变循环”概念与再生策略
本文首次提出“退变循环”概念，描述了病理微环境（如纤维化胶原）与TSPC功能失常之间形成的恶性循环，导致病理纤维化、异位骨化等退行性变。针对此循环，衍生出“重塑微环境-打破退变循环-促进肌腱愈合”的理论和策略框架。例如，利用胶原杂交肽靶向递送雷帕霉素（Rapamycin）可逆转TSPC异常分化；建立仿生矿化技术可促进腱-骨界面再生。
TSPC的体外微环境调控
TSPC体外扩增面临表型漂移的挑战。优化培养策略包括添加生长因子（如IGF1、bFGF、TGFβ）、小分子化合物（如HDAC抑制剂、维甲酸受体激动剂）、模拟物理微环境（机械刺激、3D培养、仿生支架）以及联合策略。低氧张力也有助于维持TSPC干性和功能。开发无血清、标准化的TSPC亚群培养体系及肌腱类器官（Organoids）是未来的重要方向。
体内组织工程策略
体内组织工程策略旨在主动重塑微环境，打破退变循环。这包括：
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功能性支架：如仿生对齐纳米纤维支架提供拓扑引导；负载Wnt3a的支架促进巨噬细胞M2极化；含纳米酶（Nanozyme）的支架清除活性氧（ROS）。
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细胞疗法：移植经3D微载体预处理的TSPC或肌腱类器官，提高细胞存活率和再生效能。
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生物活性分子控释：如控释姜黄素（Curcumin）抑制TSPC成骨分化；递送miRNA靶向TGF-β信号通路抑制纤维粘连；使用富血小板纤维蛋白（PRF）提供生长因子。
总结与展望
尽管TSPC研究取得显著进展，但其临床转化仍面临挑战，包括TSPC亚群功能不清、体外扩增标准化不足、移植细胞存活率低以及系统代谢疾病（如糖尿病、肥胖）对肌腱微环境的负面影响。未来研究应整合单细胞空间多组学、3D组织成像、人工智能（AI）和合成生物学等前沿技术，深入解析TSPC亚群及其微环境互作网络，筛选关键靶点药物，开发标准化TSPC扩增/分化方案和功能性肌腱类器官，并设计智能生物材料，最终实现基于“重塑微环境-打破退变循环-促进肌腱愈合”策略的精准肌腱再生治疗。
