喜报!宇玫博生物(Umibio)客户发表IF=10.435分研究成果!

2021-07-19

摘要

目的:血管新生在骨再生过程中发挥重要作用。近年来,干细胞外泌体的治疗潜力受到人们越来越多的关注,因为它们可以发挥类似干细胞的旁分泌功能,并克服了干细胞移植的局限性。来源于骨髓间充质干细胞的外泌体(BMSC-Exos)已被证实能够促进成骨和血管生成。磁性纳米粒子(如Fe3O4γ-Fe2O3)结合静磁场(SMF)已被广泛应用于促进骨再生修复。因此,本研究旨在系统探究骨髓间充质干细胞(BMSC)在低剂量Fe3O4纳米颗粒联合SMF或不联合SMF预处理后分泌的外泌体,在骨缺损修复中发挥有效的促成骨和促血管生成的活性以及相关的潜在机制。

方法:通过磁性纳米颗粒Fe3O4联合/不联合SMF刺激BMSC分泌的两种新型外泌体,用超速离心法分离后并进行表征。将其分别与BMSC细胞共培养后进行茜素红染色、碱性磷酸酶染色、实时荧光定量聚合酶链式反应(RT-qPCR)和western blotting检测成骨相关mRNA和蛋白的表达;与HUVEC细胞共培养后进行划痕实验、transwell实验、小管形成实验、以及RT-qPCRwestern blotting检测成血管相关mRNA和蛋白的表达。并建立了临界尺寸颅骨缺损大鼠模型进行了体内实验研究。比较不同外泌体之间的miRNA表达谱,以检测促进成骨和成血管的潜在机制。最后,通过一系列体外gain- and loss-of-function实验,证实了外泌体miRNA在骨再生过程中的作用。

结果:选择50 µg/mL Fe3O4磁性纳米颗粒和100 mT SMF作为最佳诱导条件,制备两种新的外泌体,命名为BMSC-Fe3O4-ExosBMSC-Fe3O4-SMF-Exos。与BMSC-Exos相比,两者均证实在体外和体内能促进成骨和血管生成,其中BMSC-Fe3O4-SMF-Exos的作用最为显著。miRNA测序结果以及生物信息学分析发现其促进作用与BMSC-Fe3O4-SMF-Exos中高表达的miR-1260a有关。进一步证实miR-1260a分别通过抑制HDAC7COL4A2来促进成骨和血管生成。

结论:低剂量的Fe3O4纳米颗粒联合SMF诱导BMSC分泌的外泌体具有增强成骨和血管生成的功能,外泌体内的miR-1260a靶向作用于HDAC7COL4A2在这一过程中发挥了关键作用。本研究为将来组织工程中促进骨再生提供了一种新的方法。

关键词:磁性纳米颗粒,静磁场,外泌体,miR-1260a,骨缺损修复

 

宇玫博生物(Umibio)为该成果提供了技术支持工作,高博并列为共同作者之一:

原文链接:https://jnanobiotechnology.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12951-021-00958-6