骨微环境活性氧(ROS)水平升高是骨质疏松症的主要标志，其常常会导致骨相关间充质干细胞(MSCs)功能发生障碍，从而诱导MSC衰老，并严重损害其成骨潜能。有鉴于此，重庆大学蔡开勇教授、罗忠教授和胡燕教授通过将P-苯二甲基双瞵酸盐(PXBP)与Ce/Sr离子进行水热配位，在钛表面原位构建了对骨微环境响应的生物功能型金属有机骨架(bioMOF)包覆层。

本文要点：

（1）由于锚定有Ce和Sr离子，因此AHT-Ce/SrMOF植入物具有按需开启类超氧化物歧化酶和过氧化氢酶的催化活性，可分解MSCs中的ROS并恢复其线粒体功能。体外分析表明，AHT-Ce/SrMOF植入物能够显著激活MSCs中AMP激活的蛋白激酶(AMPK)信号通路，进而降低ROS的水平。

（2）与AHT-CeMOF和AHT-SrMOF组相比，AHT-Ce/SrMOF组中的MSCs的线粒体裂变标记(DRP1)、线粒体融合标记(MFN2和OPA1)和线粒体分裂标记(PINK1和LC3)的表达均有显著升高，由此表明该生物MOF可以改善MSCs的线粒体功能，逆转衰老。体内实验结果表明，具有生物MOF包覆层的钛种植体可以有效恢复植入部位的间充质干细胞功能，促进新骨形成，改善骨质疏松大鼠的骨整合。综上所述，该研究工作可为进一步改善植体介导的骨折愈合效果提供一个新的思路。

Maowen Chen. et al. Nanocatalytic Biofunctional MOF Coating on Titanium Implants Promotes Osteoporotic Bone Regeneration through Cooperative Proosteoblastogenesis MSC Reprogramming. ACS Nano. 2022

DOI: 10.1021/acsnano.2c07200

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c07200