近期，国际学术期刊Science Advances在线发表了华南理工大学石鹏教授团队以“Cell Surface Engineering with a Pseudo-Fibrotic ECM Reprograms the Anti-Fibrotic Activity of Mesenchymal Stromal Cells”为题的论文。华南理工大学为论文的第一署名单位，学院2025届材料与化工博士毕业生钟祥华、2024届硕士毕业生刘鑫超以及2025级生物医学工程博士研究生罗佳佳为论文的共同第一作者，学院石鹏教授、边黎明教授和张琨雨教授为论文的共同通讯作者。

纤维化是多种严重疾病的核心病理环节，会使组织结构逐渐硬化、器官功能衰竭，严重危害患者健康。尽管间充质基质细胞（MSCs）在免疫调节与组织修复方面具有显著优势，被视为抗纤维化治疗的重要手段，但体外扩增的MSCs在移植后的存活率和功能性仍然极差，导致临床疗效不稳定。

为解决此难题，研究团队从纤维化组织的微环境中获得启发。纤维化组织中致密、无序的细胞外基质（ECM）会促使细胞上调基质金属蛋白酶以降解过量胶原。基于此，团队提出构建“假纤维化ECM”的创新策略，通过分子自组装技术，在单个MSCs表面模拟纤维化环境，使细胞产生类似刺激感知，从而激活其固有的抗纤维化程序。具体而言，研究团队利用自组装肽修饰透明质酸，并通过与MSCs表面CD44受体结合，在碱性磷酸酶作用下形成致密而紊乱的纳米纤维，构建出单细胞尺度且均匀可控的假纤维化基质。

假纤维化基质的构建及其上调MSCs中Mmp13表达的机制图

实验结果显示，这种假纤维化基质不仅增强了MSCs在体内外病理环境中的存活能力，更重要的是，其纳米纤维结构产生的机械刺激可特异性激活Piezo1/PI3K–AKT信号通路，从而上调关键胶原降解酶Mmp13，显著增强MSCs的抗纤维化活性。在心肌梗死纤维化模型中，工程化MSCs相较于未修饰MSCs能更加有效地减轻心肌纤维化、改善心脏功能。这项研究提出了一种通过细胞表面工程重编程MSCs 功能的创新方法，为优化基于MSCs 的纤维化疾病疗法提供了一种有前景的策略。（通讯员/石鹏教授课题组）

文章链接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea0998