关键词：二硒键；甲基丙烯透明质酸；ROS和MMP13双响应凝胶微球
Organic di-selenide hydrogel microspheres for multimodal treatment of osteoarthritis.
Nature Communications volume 17, Article number: 2300 (2026).
https://doi.org/10.1038/s41467-026-68817-2
设计思路：
本研究采用硫代烯烃点击反应对硒代半胱氨酸进行化学偶联，成功制备出一种可同时响应活性氧（ROS）和基质金属蛋白酶13（MMP13）的有机双硒水凝胶微球（HSPHR）。
该方法旨在利用骨关节炎（OA）的病理特征，实现对疾病早期局部微环境的精准干预。同时，有机硒成分可补充软骨、滑膜及骨膜下组织中的硒蛋白水平，不仅为关节病变提供多维度精准治疗方案，还深入揭示了硒蛋白在OA发病机制中的关键作用。与传统硒纳米颗粒相比，该微球表现出更强的抗氧化活性及更持久的关节腔滞留效果。
总之，本研究基于骨关节炎（OA）的病理生理学特征提出了一种治疗策略，旨在实现对多关节病变的协同治疗，为退行性关节疾病的精准治疗提供了新的见解。
硒纳米颗粒（SeNPs）的制备：
硒纳米颗粒（SeNPs）采用微生物还原法合成，以亚硒酸钠（Na2SeO3）为前驱体。具体步骤如下：
1、首先将酿酒酵母接种于含1%酵母提取物、2%蛋白胨和2%葡萄糖的酵母提取物-蛋白胨-葡萄糖（YPD）培养基中，于30 ºC摇床培养12 h以激活菌体；
2、随后取10%菌液转移至添加了100 g/L母液的30 mL培养基中，继续摇床培养12 h；
3、接着加入亚硒酸钠使培养基中硒离子终浓度达2 g/L，添加蒸馏水后将沉淀物均质化；
4、混合物于30 ºC培养48 h，随后在40 ºC下进行24 h自溶反应；
5、最终通过超声破碎和离心法分离得到SeNPs。
HSP 制备：
1、将100 mg透明质酸（HA）溶解于适量水中，超声处理30 min。
2、随后将溶液在0.001 M稀盐酸中透析4 h以实现酸化。酸化的HA溶解于二甲基亚砜（DMSO）中，并加入1-乙基-3-(3-二甲氨基丙基)碳二亚胺（EDC）和N-羟基琥珀酰亚胺（NHS）进行活化，反应持续6 h。
3、接着将硒代半胱胺和MMP13响应性肽（KCGPQG）溶解于活化后的HA溶液中，确保硒代半胱胺、HA与短肽的质量比为2:2:1。混合物超声处理30 min后继续反应12 h以促进二硒键的形成。
4、最终所得DMSO溶液置于具有适当分子量截留值的透析袋中进行水相透析，随后冻干48 h，获得含有二硒键的透明质酸单体。
HAMA的制备：
1、将4 mL甲基丙烯酸酐（MA）逐渐加入100 mL浓度为2 wt.%的HA溶液中；
2、随后使用微量注射泵逐步加入5 M氢氧化钠至总量4 mL，并在冰浴条件下使反应进行过夜。
3、反应完成后，使用分子量截留值为3500 Da的透析膜对反应混合物进行为期三天的超纯水透析，以去除残留反应物。纯化后的产物经冷冻干燥后，于-20 ºC储存以备后续使用。
微球的制备：
该三通连接器通过软管与两台独立的微流控注射泵相连。外部相（称为连续相）用于输送内部相，该内部相由HAMA、 HSP 和 RGD-MA溶液混合而成，并含有作为分散相的光引发剂。
合成了两种类型的微球：HAMA微球和复合 HSR 微球（后者由HAMA、 HSP 和 RGD-MA按5:5:1的质量比组成）。水相与油相以15:500的流速比依次注入微流控装置入口，在紫外光照射下进行光交联反应以固化微球结构。
收集的微球随后用75%乙醇反复洗涤，以去除连续相残留物；接着将其转移至新鲜配制的PBS缓冲液中浸泡4 h，此过程重复三次以确保残留添加剂被彻底去除。为获得多孔微球结构，纯化的微球首先在-80 ºC下冷冻处理4 h，随后进行冻干处理。置于冷冻干燥机中冻干48 h。干燥完成后，将微球储存于冷冻干燥机中。
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