香港中文大學研究團隊聯同內地多個院所發現，手性納米粒子可對幹細胞的成骨分化產生明顯的影響，左手性粒子最能促進幹細胞向成骨方向分化，顯著加快骨再生。研究已刊於《科學進展》。

論文：

• https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.aea3822

研究背景

骨組織工程與再生醫學的一個重要目標，是通過材料設計精準調控幹細胞命運，使之更有效分化為骨細胞，從而促進骨缺損修復。納米材料已廣泛應用於改善細胞微環境、提升成骨分化效率。不過，材料的手性在細胞命運調控中的作用仍了解有限。在生物系統中，手性普遍存在，因此細胞對不同手性材料可能存在差異化識別。

研究成果

香港中文大學生物醫學工程學系校長助理教授李中博士及團隊，聯同內地多個院所，合成了左手性、右手性及無手性的納米粒子（L-CF-NPs、D-CF-NPs 及 A-CF-NPs），用以系統比較不同手性納米粒子對幹細胞命運的影響。

結果顯示，在大鼠實驗中，植入了 L-CF-NPs 負載支架的大鼠，骨修復速度最快。L-CF-NPs 更顯著的上調了成骨標誌物表達，促進礦化作用，並提升與血管生成相關標誌物的表達。

團隊結合生物實驗與分子動力學模擬，發現在細胞攝取方面，L-CF-NPs 的內吞效率最高。這種優勢主要由於 L-CF-NPs 與多種受體（如 CLT、TFR、LDLR）具有更高親和力，並透過網格蛋白介導、整合素參與的內吞，實現高效率選擇性攝取。這顯示細胞對左手性粒子的識別，與膜受體及內吞途徑之間存在更強耦合。由於進入細胞的效率更高，L-CF-NPs 能更有效影響幹細胞內部訊號與分化程序。

本研究首次明確了幾何手性與受體介導型內吞、下游 MAPK 訊號活化之間的直接關聯，表明手性納米顆粒可透過影響蛋白冠組成，重塑納米－生物介面的分子辨識，為材料與細胞互作的精準調控提供理論基礎。

展望未來，團隊表示仍需進一步探討手性納米材料與骨微環境中多種細胞類型的複雜交互作用，並系統評估其長期免疫反應及代謝安全性。同時，透過分子手性與結構手性的解耦，以及多體學（multi-omics）技術等方法，有望更深入闡明其作用機制。未來亦可將相關研究拓展至各類仿生手性材料及器官芯片（Organ-on-a-Chip）精準評估平台，加速這類材料於骨再生等方面的臨床應用。

研究團隊

論文共同第一作者是中大的王禹文、鍾正，廣州醫科大學的李澤慶。共同通訊作者是李中博士，湖南大學劉播教授，廣州醫科大學謝茂彬教授，國家納米科學中心／蘇州納米所陳春英院士。

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