人脂肪干细胞仿生纳米囊泡用于骨质疏松的靶向治疗研究

Metabolic skeletal diseases associated with impaired bone formation are still a major clinical problem. Currently, systemic drugs have certain effects, but they may cause serious side effects due to the distribution of drugs in non-skeletal tissues. Our previous studies have shown that exosomes derived from human fat stem cells (hASCs) can effectively improve the osteogenic differentiation potential of bone marrow stem cells (BMSCs).Therefore, we designed a nano-drug delivery system specifically targeting the bone formation site, so as to focus drugs on the bone formation area, improve the utilization efficiency of drugs and reduce side effects. The system comprised biomimetic exosomes from membranes of human adipose mesenchymal stem cells (hASCs)，peptide which could promote the differentiation of BMSCs osteogenesis and peptide targeted onto the bone formation site. The hASCs have high output, the advantages of relatively easy acquisition process and the carrier with good security is easy to build, which is helpful for clinical application.

与骨形成受损相关的代谢性骨骼疾病目前仍然是一大临床问题，全身性用药有一定效果，但会因药物在非骨骼组织中的广泛分布而造成严重的副作用，因此药物的靶向递送成为研究者关注的重点。外泌体作为一种可以在体内交流胞间讯息的纳米颗粒，在药物靶向递送方面具有优势。我们前期的研究显示，源自人脂肪干细胞（hASCs）的外泌体可有效提高骨髓干细胞（BMSCs）的成骨分化潜能，hASCs具有产量高，采集过程相对容易等优势，然而，外泌体的产量相较临床需求仍显不足，因此，本项目拟以hASCs的细胞膜构建仿生纳米囊泡，在其内包载可促进BMSCs成骨向分化的药物，并在其表面加载靶向成骨表面的多肽，构建一种特异性靶向骨形成部位的纳米药物递送囊泡，以期能将药物集中于成骨区域，提高机体对药物的利用效率，减轻其对机体的副作用，该纳米载体易于获得，安全性好，有利于临床转化。

随着人口老龄化，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。全身性用药如双磷酸盐和激素(雌激素或甲状旁腺激素)等有一定效果，但会因药物在非骨骼组织中的广泛分布而造成严重的副作用，因此药物的靶向递送成为研究者关注的重点。外泌体作为一种可以在体内交流胞间生物讯息的纳米颗粒，因其具有低免疫原性、安全和易于运输等优点，在药物靶向递送方面具有优势。本项目旨在探索人脂肪间充质干细胞(hASCs)来源囊泡的成骨诱导效能，并对其进行内容物的编辑和表面修饰，构建疗效更精准且更具有靶向性的纳米药物载体，为其临床转化提供理论依据及数据基础。研究结果表明，在成骨诱导环境下培养的hASCs来源外泌体，可更有效的提高骨质疏松小鼠骨髓间充质干细胞的成骨分化潜能，通过测序明确miRNA-335-3p为其中关键表达microRNA，而Aplnr为miRNA-335-3p的潜在靶基因；而后构建了miR-335-3p抑制剂优化的外泌体囊泡，体内外实验结果显示，优化后的囊泡可显著促进骨髓间充质干细胞的成骨向分化，并可提高骨质疏松小鼠的骨密度和骨小梁数量。本研究为基于hASCs外泌体的骨质疏松疗法提供了理论基础，且相关机制研究将为囊泡的优化提供可行的策略。