Bioactive Materials | 通过调节骨代谢稳态实现融合外泌体靶向治疗假体周围骨溶解
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详细介绍

人工关节置换术后,假体周围骨溶解的发生是由磨损颗粒介导的。这表现为骨代谢微环境紊乱,其特征是成骨和血管生成不足,以及破骨细胞活性增强。为了靶向并重塑假体周围无菌区域的骨代谢稳态环境,我们成功首创性地提出了构建一种融合外泌体(f-exo)系统,该系统由M2型巨噬细胞来源的外泌体(M2-exo)和尿源性干细胞外泌体(USC-exo)组成。结果表明,f-exo有效地结合了M2-exo的骨溶解区域靶向能力与两种外泌体(M2-exo和USC-exo)的骨代谢稳态调节作用,从而在假体周围骨溶解区域实现了显著增强的骨代谢稳态靶向效果。对M2-exo、USC-exo和f-exo的蛋白质组学分析揭示了f-exo在靶向调节骨代谢稳态中的潜在机制。我们的研究采用了一种创新的融合外泌体系统用于外泌体靶向递送,为假体周围骨溶解的临床管理提供了一种新的干预策略。此外,它还为开发基于外泌体的药物靶向递送系统提供了一个全新的概念框架。

该研究以题为“Fused exosomal targeted therapy in periprosthetic osteolysis through regulation of bone metabolic homeostasis”发表在Bioactive Materials上。


总结

假体周围骨溶解是人工关节置换术后假体无菌性松动的主要原因,磨损颗粒介导的炎症微环境会扰乱骨代谢平衡,临床缺乏有效的非手术治疗方案。本研究构建 M2 巨噬细胞外泌体与尿源干细胞外泌体的融合外泌体 f‑exo,通过超声联合挤压法实现膜融合,同时保留两种外泌体的蛋白组分与生物学活性。体外研究证实,f‑exo 可协同发挥促成骨分化、抑制破骨活化、促进血管新生的作用。


动物模型结果表明,f‑exo 依托 M2 巨噬细胞膜表面分子实现对骨溶解病灶的靶向富集,延长体内循环时长,有效缓解钛颗粒诱导的骨破坏,减轻局部炎症,改善骨微结构并提升成骨与 H 型血管生成水平。蛋白组学提示其通过 HIF‑1、Wnt、PI3K‑Akt 通路调控骨代谢,整合素 αMβ2 参与靶向黏附。该融合外泌体为假体周围骨溶解提供新型靶向干预策略,但外泌体规模化制备、体内长期安全性仍有待进一步优化。



参考文献:

DOI: 10.1016/j.bioactmat.2025.04.006


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