摘要
由于关节软骨本身不具备自我修复的能力，且需要同时再生关节软骨和软骨下骨，修复深层骨软骨缺损在临床上仍然是一个挑战。在这里，我们提出了一种无需支架的模块化策略，该策略通过空间生物组装技术，将诱导多能干细胞（iPSC）衍生的软骨细胞（iChon）类器官与人类骨膜衍生的细胞（hPDC）类器官结合，从而构建出具有分层结构的骨软骨组装体。所形成的iChon+hPDC组装体具有内在的空间组织结构，能够形成类似软骨和骨的组织区域，并在它们之间形成过渡界面，而无需外源性支架。体外实验表明，这些组装体包含富含糖胺聚糖的软骨区域和富含I型胶原的骨相关区域，且界面通过自我导向的基质组织实现了连续性。当将这些组装体植入全层骨软骨缺损处时，它们能够促进类似透明软骨的修复，支持软骨下骨的形成并持续进行修复/重塑，同时部分恢复了胶原纤维的各向异性。蛋白质水平的分析进一步证实了深层区域存在与软骨表型相关的特征以及与重塑过程相关的变化。转录组分析显示，iChon细胞表现出稳定的软骨调控能力和细胞外基质重塑能力，而hPDC细胞则表现出与软骨内骨化相关的短暂增生反应。这项工作为通过空间组装特定类型的类器官模块来设计分层骨软骨植入物提供了一个无需支架的框架，具有为未来骨软骨修复策略提供转化应用的潜力。
