鉴定出一类新的Tnn+前体细胞群以形成功能性肌腱附着纤维软骨

为何肌腱与骨骼的连接至关重要

无论是投掷、爬楼还是起跑，体内那些看不见的连接处都在默默完成一项非凡工作：将柔软、有弹性的肌腱连接到坚硬、刚性的骨骼上。这些微小的过渡区域，称为肌腱附着点，常常是受伤的高发部位，且在手术后常难以良好愈合。本研究发现了一类此前未知的细胞群，它们参与构建这一关键界面，并展示了日常的机械力（如肌肉牵拉和关节运动）如何引导这些细胞的行为。

深入观测这一隐蔽的连接区

在肌腱锚固于骨骼处，组织并不会突然从软性变为硬性，而是通过一层薄而分级的纤维软骨逐步过渡，其成分和刚度沿着厚度发生梯度变化。这种梯度有助于平滑应力分布并防止撕裂。长期以来，科学家推测专门的前体细胞应当参与构建该区域，但这类细胞的身份与行为尚不清楚。研究人员在小鼠中采用高分辨率空间基因绘图与单细胞测序，绘制了成千上万个独立细胞的排列方式以及在附着形成与成熟过程中它们激活的基因。

发现一种专职的“建造者”细胞

通过追踪从胚胎晚期到出生后第一个月的基因活动，团队鉴定出一群由基因Tnn标记的独特前体细胞（Tnn编码基质分子tenascin-W）。这些Tnn阳性细胞在肌腱—骨界面早期出现，呈窄带分布，区别于普通肌腱细胞和邻近骨端的软骨。谱系追踪实验证明，Tnn标记的细胞及其后代持续集中在纤维软骨区域，并与随后会矿化的区域紧密相关。随着时间推移，这些细胞从可塑、类干细胞状态转向明确的分化路径，产生软骨和富含矿物质的基质，实质上成为肌腱附着纤维软骨的专职建造者。

当这些建造者消失会发生什么

为检验Tnn阳性前体细胞是否真正必需，研究者构建了可在出生后选择性消除这些细胞的小鼠模型。当Tnn阳性细胞被清除后，肌腱附着处的纤维软骨发育异常。原本分层的结构变薄且紊乱，纤维软骨细胞数量减少且体积变小。显微与三维成像显示附着区下方的矿物含量降低、皮下软骨下骨减弱。力学测试进一步证实，这些受影响的附着点刚度下降、材料强度降低，表明失去该前体细胞群会导致结构与功能上劣于正常的肌腱—骨连接。

负荷与运动如何塑造界面

研究还探讨了机械力如何影响这些前体细胞。研究人员使用肉毒毒素对一块肩部肌肉进行部分性瘫痪处理，大大减少了生长过程中肌腱所受的正常牵拉。在这种去负荷条件下，纤维软骨发育不良：细胞更小、基质更薄、关键软骨成分（如II型胶原）明显减少。单细胞分析显示Tnn阳性前体细胞数量下降，且残存细胞向产软骨细胞成熟的能力降低。参与基质构建、矿化以及机械感受离子通道的基因表达也被抑制，提示Tnn阳性细胞对机械信号有敏感的响应机制。

这对愈合与修复意味着什么

简而言之，本研究表明有一波短暂且早期出现的Tnn阳性前体细胞特异性地构建将肌腱锚固于骨的纤维软骨，并且正常的机械负荷对维持其数量及激发其产软骨潜能至关重要。移除这些细胞或去除肌肉牵拉都会导致附着区发育停滞并在力学上变弱。这些发现有助于解释为何肌腱—骨修复常常失败，并指向未来的策略：治疗可能需要同时招募或保护附着点处的专门前体细胞，并提供适当的机械刺激以引导它们，才能真正再生出耐久且具分级结构的肌腱—骨连接。

引用: Zhang, T., Zhang, L., Yuan, Z. et al. Identification of a new population of Tnn⁺ progenitors to form tendon enthesis fibrocartilage. Bone Res 14, 43 (2026). https://doi.org/10.1038/s41413-026-00519-3

关键词: 肌腱附着点, 纤维软骨, 前体细胞, 机械负荷, 组织再生