目的：骨缺损是临床治疗难题，本研究依据“骨免疫-骨再生协同修复”理论，拟整合转录组学、蛋白组学以及磷酸化蛋白组学探索仿生微纳米纤维材料在成骨分化过程中调控骨免疫微环境的内在因果关系和相关分子生物学机制。

方法：基于静电纺丝技术制备仿生微纳米纤维材料，首先将其与巨噬细胞共培养，通过流式细胞术观察巨噬细胞M2极化标志物表达水平，并在蛋白和基因层面进一步检测极化标志物表达影响。然后收集仿生微纳米纤维材料处理巨噬细胞培养基上清液，根据不同比例与骨髓间充质干细胞（BMSCs）进行共孵育，进行转录组学、蛋白组学以及磷酸化蛋白组学测序分析，联合靶向出位于 KEGG 富集结果首位的信号通路，并进行Rescue实验验证。最后将仿生微纳米纤维材料植入大鼠颅骨临界缺损模型，观察大鼠行为、切口感染情况，并对比材料吸收情况。Micro-CT检测骨缺损处新骨生成；HE组织切片观察颅骨缺损部位修复情况；茜素红染色检测钙结节分布情况；免疫荧光标记巨噬细胞M2型阳性占比；流式细胞术检测M1/M2型标志物表达水平；免疫荧光检测成骨分化相关蛋白ALP、Runx2、COL-I、OCN、OPN表达水平。流式分选大鼠 BMSCs，Western Blot 检测信号通路蛋白及磷酸化水平。

结果：本研究首先利用静电纺丝技术，制备了直径分别为600nm、1200nm的有序和无序纤维共4种仿生微纳米纤维材料，将巨噬细胞与不同直径和纤维走行的纺丝膜共孵育，结果表明有序600组材料可明显促进巨噬细胞由M1向M2极化，再将仿生微纳米纤维材料处理极化后的巨噬细胞培养基与BMSCs共培养，结果阐明仿生微纳米纤维材料对BMSCs的分化具有显著影响。然后通过转录组、蛋白组和蛋白磷酸化组测序后联合分析得出，仿生微纳米纤维材料促进BMSCs成骨分化与巨噬细胞M2极化后激活JAK2/STAT3信号通路有关，并对JAK2/STAT3通路使用抑制剂干预以进行Rescue实验以及Western Blot检测JAK2/STAT3通路蛋白后证实仿生微纳米纤维材料可通过激活JAK2/STAT3信号通路促进骨髓间充质干细胞成骨分化。最后在动物实验中进一步验证得出“仿生微纳米纤维材料—巨噬细胞M2极化—JAK2/STAT3通路—BMSCs成骨分化”分子轴是骨缺损修复的潜在机制。

结论：本研究揭示仿生微纳米纤维材料通过巨噬细胞重编程激活JAK2/STAT3信号通路进而促成骨分化，为进一步将特定形貌生物材料开发为新型促成骨生物材料奠定基础。