来源：华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科

作者：杨操

感染性骨疾病包括椎旁脓肿、骨髓炎、骨折相关的感染是目前临床治疗的难题，常规治疗需要充分的手术清创和抗生素治疗。手术清创会加重骨缺损，抗生素有引起严重副作用的危险。因此，消除细菌感染，同时促进成骨分化是感染性骨疾病迫切需要的。

近日，华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科杨操教授团队联合新加坡南洋理工大学赵彦利教授团队于《Advanced Materials》发表了题为“A Janus-ROS Healing System Promoting Infectious Bone Regeneration via Sono-Epigenetic Modulation”的论文。华中科技大学同济医学院附属协和医院为论文第一完成单位及通讯作者单位。

在这项研究中，研究者开发了一种用于感染性骨再生的双向ROS治疗系统。制备了一种阿仑膦酸钠调节的缺陷金属有机框架声敏剂，在不同超声照射下能有效清除MRSA感染并促进成骨分化。值得注意的是，在低功率超声照射下，通过低浓度ROS增加成骨相关基因和FOXO1的染色质可及性，促进骨修复。椎旁感染、骨折合并感染和骨髓炎的动物模型表明，通过快速消除MRSA、抑制破骨细胞活性和促进骨再生，成功地实现了对各种感染性骨组织的靶向和有效修复。这一双向ROS治疗系统为其他感染性组织再生提供了新的治疗思路。

该研究团队从临床问题出发，制备了不同阿仑膦酸掺杂的MOF声敏剂，并对其性能进行优化，研究者首先通过TEM, SEM等对其形貌进行了表征，接下来通过电化学工作站进一步证实了其超声响应能力。进一步通过理论计算对其声催化机制进行了解析。通过体外细胞实验发现，低频超声刺激能显著促进成骨分化，通过转录组联合ATAC测序分析发现低浓度ROS增加成骨相关基因和FOXO1的染色质可及性。通过敲低FOXO1，显著的抑制了成骨。最后，使用三种骨科感染相关的动物模型，进一步验证了其治疗效果，体内安全性评价显示，材料具有良好的生物安全性。

综上所述，本研究的结果表明，药物介导的缺陷型超声增敏剂可以通过声动力抗感染和声表观遗传来治疗感染相关的疾病。

华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科杨操教授、谭磊副教授及新加坡南洋理工大学赵彦利教授为本文共同通讯作者，华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科马良博士、冯晓波副教授及新加坡南洋理工大学成雨博士为本文共同第一作者。研究成果得到了国家自然科学基金项目等课题项目的资助。

杨操

二级教授，主任医师，博士生导师，华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科主任兼脊柱外科主任，美国哈佛大学博士后，美国斯坦福大学访问助理教授。国家重点研发计划首席科学家，国家自然科学基金重点项目负责人，教育部新世纪优秀人才，湖北省有突出贡献的中青年专家。

担任中国医师协会神经修复学专业委员会常委，中国骨科菁英会脊柱专业当值主席，SICOT中国部脊柱外科专业委员会副主任委员，中国医促会脊柱侧凸研究分会副主任委员，中国健康促进基金会脊柱畸形专项基金专家委员会副主任委员，中国研究型医院学会脊柱外科专业委员会脊柱畸形学组副组长。

杨操主任在脊柱外科领域有较深造诣，带领的协和骨科医院脊柱外科团队近年来在脊柱畸形、颈椎外科、脊柱肿瘤以及脊柱微创领域开展了卓有成效的工作，尤其在脊柱畸形领域，开展的复杂严重的脊柱畸形的矫治处于国际先进水平。杨操主任近年来带领团队在椎间盘退变机制及再生修复、干细胞、骨修复材料等领域开展了大量的研究工作，主持国家重点研发计划项目1项，主持国家自然科学基金项目6项，其中重点项目1项。以通讯作者在Nature Communications、Materials Today、Advanced Materials、Journal of Clinical Investigation、Science Advances、ACS Nano等国际顶级期刊发表SCI论文100余篇，授权专利30余项。以第一完成人获得教育部科技进步二等奖1项。

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