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不同机械力会对骨组织中多种细胞产生不同的影响2024-05-14 08:32:46

骨质疏松症是一种新兴威胁,其特征是骨量和微结构的系统性损伤,导致脆性骨折。外泌体是一种由细胞分泌到胞外的纳米级囊泡微粒,具有与来源细胞相似的生物学活性,在细胞间通讯过程中扮演着重要角色。多种细胞来源的外泌体参与了骨代谢过程中骨相关细胞增殖分化的调控,并具有稳定性高、无免疫原性及靶向能力强等优势,弥补了传统药物及干细胞疗法的不足。源自骨髓间充质干细胞分泌的外泌体可以促进骨再生,改善形态、生物力学和组织学损伤,而且机械微环境中源自BMSCs的外泌体在诱导成骨方面更有效,显著增强骨髓间充质干细胞的成骨作用,促进骨再生。因此该文就间充质干细胞的机械敏感性,机械响应的功能化外泌体进行综述,探讨其对治疗骨质疏松症的潜在作用。

这种负荷同样被证明可以调节血管生成。Shen等对MS之后的骨细胞分泌的外泌体内miRNA进行高通量分析发现,miRNA150-5p可能是介导MA-EXOs促进血管生成的主要非蛋白质物质,而并非VEGF,因为在骨细胞来源的MAEV中几乎没有检测到VEGF表达。体外研究发现,膝关节机械负荷可通过下调BMSCs-EXOs的miR214–3p表达来促进血管形成,并且升高VEGF表达水平,认为这可能与MS激活的细胞不同有关。
 
在临床实践中,外泌体已经被用于促进骨折愈合、软组织修复、心血管病变的治疗等多个领域。尽管外泌体在多种疗法中取得重大成就,但挑战仍然存在。骨重塑是一个复杂且多因素的过程,深受机械力的影响。不同的机械力会对骨组织中多种细胞产生不同的影响,激活多种途径。这里讨论了MS对调节骨再生中间充质干细胞与周围细胞之间相互作用的影响,包括免疫、血管生成和成骨微环境,以及间充质干细胞外泌体中miRNA通过与周围细胞之间的相互作用来调节骨代谢和MS后外泌体产量和在不同领域功能的改变。虽然外泌体内富含多种生物活性物质,但外泌体如何介导骨组织周围细胞相应MS并促进骨再生的潜在机制尚不清楚。未来,MS将有望发展成为骨组织工程中外泌体治疗骨科疾病的有效手段。
 
出自《利用干细胞机械敏感性对抗骨质疏松症研究进展》作者:周丽芸,王岩,董本超。