近日,北京大学口腔医院周永胜教授团队在纳米科学领域的著名期刊《纳米研究》(《Nano Research》)发表了最新研究成果。
随着人口老龄化,骨质疏松患者数量日益增多,安全有效的骨质疏松预防与治疗方法已成为亟待解决的临床问题。外泌体是一种直径在40-160nm之间的细胞分泌的细胞外囊泡,包裹蛋白质、DNA、RNA等具有生物活性的成分。外泌体具有低免疫原性、安全和易于运输等优点;脂肪间充质干细胞(ASCs)可通过抽脂或从废弃脂肪组织中提取,具有获取便捷、创伤小、来源丰富等优势,同时可产生大量外泌体。因此,ASCs具有明显的临床转化优势。然而,人ASCs(hASCs)来源外泌体对骨质疏松状态下的骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨向分化能力的影响及其对骨质疏松的治疗作用至今仍未明确。
鉴于此,课题组通过研究发现hASCs来源外泌体可促进骨质疏松小鼠BMSCs的成骨分化并改善骨质疏松症状;揭示了ASCs外泌体治疗骨质疏松的机制,发现miRNA-335-3p是该过程的关键调控小RNA(miRNA);在此基础上,通过miRNA-335-3p抑制剂构建工程化外泌体,实现了更优的骨质疏松治疗效果。因此,本研究为基于ASCs外泌体的骨质疏松疗法提供了理论基础。同时,基于miRNA转染的工程化策略能够实现外泌体的特异性、靶向优化,精准提升其治疗效果。
课题组博士盛春晖和博士后郭晓东为本文的共同第一作者,口腔修复科周永胜教授、吕珑薇副教授以及北京朝阳医院李文悦医师为共同通讯作者。该研究受到国家自然科学基金、北京市自然科学基金等资助。
周永胜教授课题组的主要研究方向是口腔颌面部组织再生和修复,尤其是在干细胞生物学、胞外囊泡生物学、生物材料和数字化修复等方面取得大量原创性成果。在国际权威期刊,如Journal of Extracellular Vesicles, Nano Today, Nano Energy, ASC Nano, Biomaterials, Bioactive Materials, Small, EMBO reports等发表论文150余篇,在中文期刊发表论文110余篇,另外获批国家专利50余项。周永胜教授以第一完成人荣获中华口腔医学会科技奖一等奖1项、北京市科学技术奖3项,负责国家重点研究计划项目、国家自然科学基金(含重点项目)、国家临床重点专科建设项目和省部级项目20余项。周永胜教授基于长期优秀的科技创新和成果转化,入选长江学者等国家级重大人才项目。
图1 经过成骨诱导的hASCs分泌的O-Exos能够促进骨质疏松小鼠BMSCs成骨分化并减少破骨细胞数量,从而改善骨质疏松症状。
将miR-335-3p 抑制剂转染外泌体构建的工程化O-Exos对骨质疏松具有更优的治疗效果。