近日，复旦大学附属华山医院运动医学陈世益教授带领其团队骨干成员罗智文研究员、何彦威医生、万人闻博士与中科院硅酸盐所刘宣勇/邱家军教授在国际顶级期刊Chem（Cell大子刊，IF=19.6）发表最新研究成果《自组装生物活性水凝胶在大体积肌肉缺损中调控免疫与肌再生的多组学分析（Multi-omics profiling of a self-assembling bioactive hydrogel for immunomodulation and myogenesis in volumetric muscle loss）》，开发出一种可注射、自组装的多功能生物活性水凝胶SiCP@InjGel助力严重肌肉缺损修复。
骨骼肌损伤尤其是容积性肌肉缺损（Volumetric Muscle Loss, VML）一直是临床修复领域的重大难题，传统移植和合成材料疗效有限、创伤较大。
创新材料设计：
三种天然成分“注射即生肌”
该材料由葛根素、壳聚糖与介孔二氧化硅纳米颗粒组成，具备优异的生物相容性与原位成胶特性。该材料注射后能快速凝胶、紧密贴合创面并逐步降解，实现“智能”匹配修复进程。葛根素可抑制炎症并诱导M2型巨噬细胞极化，介孔二氧化硅释放的硅离子促进肌源细胞增殖分化，而壳聚糖提供三维支架支持组织再建，三者协同作用显著促进VML修复。
多组学解析机制：
重建“免疫—干细胞—再生”闭环
团队结合单细胞转录组（scRNA-seq）、质谱流式（CyTOF）与蛋白组学等多组学手段，系统揭示了水凝胶的作用机制。结果显示，SiCP@InjGel 显著增加 Pdpn⁺M2 型巨噬细胞比例，抑制炎性因子表达，同时激活 MyoG⁺肌源干细胞，促进新肌纤维形成。组织学与功能学评估表明，该材料通过免疫调控与干细胞激活双向协同，构建起“免疫—干细胞—再生”闭环机制，实现损伤肌肉的结构性与功能性双重重建。
多模型验证与临床前转化：
从实验室走向床旁
在小鼠、大鼠及猪等多种动物模型中，SiCP@InjGel均展现出显著的组织再生与功能恢复效果。影像学、超声、组织学及行为学评估一致显示：该材料可在术后数月内被完全吸收，促进新生肌肉的功能化重建。尤其在猪模型中，步态与抓力恢复接近正常水平。该研究联合中科院上海硅酸盐研究所、上海交通大学等多学科团队协作完成，体现了“源于临床、服务临床”的科研导向，为严重肌肉缺损的微创修复提供了创新性“可注射、可降解、可调控”的再生医学新方案。
华山医院运动医学科陈世益教授、中科院硅酸盐所刘宣勇/邱家军教授该论文的共同通讯作者，华山医院运动医学科罗智文、万人闻为论文的共同第一作者。研究得到了国家自然科学基金委、深圳三名工程、上海市体育局等基金的支持。
陈世益教授团队长期深耕组织修复、再生医学与运动健康研究，围绕“从材料创新到机制解析，再到临床转化”构建了系统性的科研布局，相关成果发表于Nature Nanotechnology, Chem, Cell Reports, Advanced Functional Materials, Advanced Composites and Hybrid Materials, Bioactive Materials 等国际权威期刊，团队2025年累计影响因子超200分。在组织修复与再生方向，团队开发出多功能可注射水凝胶和纳米酶材料，系统揭示了“免疫调控—干细胞激活—组织重建”的协同机制，为骨骼肌与肌腱再生提供了新策略；在人工韧带创新与临床转化方面，团队构建出分级螺旋碳纳米管人工韧带，实现了优异的骨整合与功能重建，入选“中国2023年度重要医学进展”；在运动促进健康机制研究中，团队揭示运动通过miR-29a-3p调控肿瘤免疫及IGF1R SUMO化改善阿尔茨海默病的新机制，为精准运动干预提供了科学依据。团队系列成果的集中发布，为未来精准干预与功能重建的临床应用奠定了坚实基础，并为再生医学与运动健康领域的发展注入了新的动力。
文丨运动医学科 罗智文
审核丨运动医学科 陈世益
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