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研载生物科技（上海）有限公司
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公司新闻/正文
生产用于骨再生的小RNA调节的外泌体模拟物
651 人阅读发布时间：2021-09-22 11:27
【关键词】间充质干细胞MSCs、骨、外泌体模拟物、noggin抑制、sRNAs
【前言】间充质干细胞具备三系分化能力，因此MSCs可用于组织修复和再生。目前认为MSCs主要通过外泌体介导生物学效应，而且外泌体具备内在归巢效应、循环中高稳定性、低免疫原性、有效的分子信号刺激，因此外泌体成为了天然的纳米载体，但是其量产低不足以满足目前大规模应用的需求且难以更好纯化。外泌体通过递送各种生物活性分子发挥功能，但是许多临床前研究表明单独应用外泌体不足以完成组织修复。有多种生物活性因子，例如BMP信号可调节骨稳态，在BMP信号刺激下，MSCs和成骨细胞会提升noggin表达来抑制BMP信号过度上升，且体内外研究均表明抑制noggin信号可促进成骨发生、骨形成增多，因此作者推测抑制MSCs的noggin信号后分泌的外泌体有助于骨形成。为了解决外泌体产量低的问题，作者研发了挤压方法制备外泌体模拟物（EMs），从抑制noggin的MSCs中提取Ems并封装在可注射的壳聚糖水凝胶中治疗鼠的颅骨缺损。
【结果】
首先利用挤压的方法制备出外泌体模拟物EMs并进行表征，与超速离心法分离的外泌体进行产量对比，标记后检测MSC-EMs可被MSC细胞摄取并促进MSC的成骨分化。结果表明挤压方法提取的EMs含量高于超速离心法提取的外泌体，且EMs能够被MSCs摄取并促进其成骨分化。
为了进一步提高MSC-EMs促成骨作用，从noggin抑制的MSCs中制备EMs，检测这些EMs在体外对MSC成骨分化的影响，结果表明从noggin抑制的MSCs中制备的EMs比对照组显著提高成骨分化能力。
为了能将EMs应用于骨修复，开发了可注射的光交联壳聚糖水凝胶来递送EMs，首先从MSCs中提取的EMs封装在壳聚糖水凝胶中有效提高二维培养和三维培养MSCs的成骨分化。
从noggin抑制的MSCs中提取EMs并封装在壳聚糖水凝胶中，注射到成年小鼠颅骨缺损的部位在体内评估其促骨再生的作用。注射5天后可在损伤局部检测到EMs上的荧光信号，8周后取出颅骨通过micro-CT和组织学染色评估骨再生。
进一步探究noggin抑制后EMs促进骨再生的机制。外泌体通常递送小RNA发挥作用，尤其是miRNAs，因此推测noggin抑制后的MSC-EMs通过改变miRNA表达谱来影响骨再生。不同培养基条件下分离EMs并进行miRNA测序，结果表明miR29a显著下调，验证miR29a可调节BMP/Smad通路和骨再生。
【摘要】外泌体是一种可用于骨修复和病理疾病治疗的无细胞方法，但是目前外泌体产量低、疗效不明显限制了外泌体的临床应用。本文作者报道了通过挤压的方法从人间充质干细胞（hMSC）中聚集外泌体模拟物（EMs），该外泌体模拟物（EMs）比外泌体有更高的CD63表达。作者将hMSC中noggin下调并按上述方法制备外泌体模拟物（EMs）以增强其成骨特性，将hMSC-Ems与可注射水凝胶一起可用于小鼠非愈合性颅骨缺损，而且抑制noggin后通过抑制miR29a介导了增强的成骨作用。
【结果】
首先利用挤压的方法制备出外泌体模拟物EMs并进行表征，与超速离心法分离的外泌体进行产量对比，标记后检测MSC-EMs可被MSC细胞摄取并促进MSC的成骨分化。结果表明挤压方法提取的EMs含量高于超速离心法提取的外泌体，且EMs能够被MSCs摄取并促进其成骨分化。