近期,来自上海市第六人民医院的张长青教授团队在Front Bioeng Biotechnol 杂志发表了题为Bone Mesenchymal Stem Cell-Derived sEV-Encapsulated Thermosensitive Hydrogels Accelerate Osteogenesis and Angiogenesis by Release of Exosomal miR-21的科研论文,IF=4.3。
研究背景:骨缺损通常由创伤、感染、肿瘤、先天性畸形或骨骼疾病引起,它们愈合缓慢或根本不愈合,从而导致终身残疾。现有的骨愈合调节过程相关研究表明,血管生成在骨再生中起着重要作用。使用骨间充质干细胞 (bone mesenchymal stem cells,BMSC)已经被证明是促进骨缺损患者成骨和血管生成的一种有效方法,但其具有低存活率、肿瘤形成和免疫排斥等一系列问题。以外泌体为代表的小囊泡(small extracellular vesicles,sEVs)具有类似干细胞的促再生特性,可以很好地保护其内容物,还可以避免干细胞移植疗法的许多不良反应。而基于聚合物的水凝胶系统由于其结构均匀性、生物降解性、高渗透性、生物相容性、高机械强度等特性被广泛用于组织修复。
研究成果及意义:作者首先分离并鉴定了来自骨间充质干细胞的sEVs,并测试了基于壳聚糖(chitosan ,CS)和β-甘油磷酸盐 (β-glycerophosphate,β-GP)水凝胶的理化性质、释放动力学和生物相容性,确认该系统可显着延长输送和释放时间。随后,作者进行体外实验以研究成骨分化、细胞增殖和迁移以及血管的形成。在功能学实验中,作者将sEVs添加到CS/β-GP水凝胶中,形成sEV@CS/β-GP复合材料以修复大鼠的颅骨缺陷。其结果表明,负载sEV的水凝胶在具有良好生物相容性的同时表现出优异的热敏性并发挥促进骨再生作用。此外,机制研究表明外泌体是通过 miR-21 靶向 SPRY2,从而促进血管生成以改善骨愈合。以上数据表明,sEV@CS/β-GP系统是一种有效的骨缺损治疗手段,该研究为可控sEV释放水凝胶修复骨缺损提供了新的思路。
该研究中使用本公司去外泌体胎牛血清(UR50202)进行BMSCs的细胞培养实验,在排除外源血清外泌体干扰的情况下保证了细胞的正常生长及外泌体的正常分泌,为接下来的外泌体提取纯化实验提供了高质量的细胞上清。结果显示,后续提取的外泌体符合各检测指标要求,满足了客户的下游实验需求。
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参考文献:Bone Mesenchymal Stem Cell-Derived sEV-Encapsulated Thermosensitive Hydrogels Accelerate Osteogenesis and Angiogenesis by Release of Exosomal miR-21. Front Bioeng Biotechnol.2022 Jan 19:9:829136.
