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骨质疏松(OP)危害大且治疗手段有限。研究人员开展了骨碎补来源的细胞外囊泡样颗粒(RD-EVLP)调节 OP 成骨分化机制的研究。结果显示 RD-EVLP 可经 hsa_circ_0001275/miR-422a 通路促进成骨,为抗 OP 提供新策略。
在人体的骨骼世界里,骨质疏松(OP)如同一个潜伏的 “破坏者”,悄无声息地侵蚀着人们的健康。它是一种常见的原发性骨病,以骨量丢失、骨矿物质密度(BMD)降低为特征,大大增加了骨折风险,严重影响患者的生活质量,尤其是老年人。据统计,在中国,40 岁以上人群中,男性 OP 患病率达 5.0%,女性更是高达 20.6% ,已然成为严峻的健康问题。目前,常见的抗 OP 药物存在副作用复杂、成本高昂的弊端,这促使科研人员将目光投向传统中药,探寻更安全有效的治疗方案。
在这样的背景下,广州中医药大学的研究人员开展了一项极具意义的研究,相关成果发表在《Bone》杂志上。他们聚焦于骨碎补(Rhizoma Drynariae,RD)这一传统中药,旨在揭示其抗骨质疏松的奥秘。研究发现,从骨碎补中提取的细胞外囊泡样颗粒(RD-EVLP)能够通过激活 hsa_circ_0001275/miR-422a 通路,促进人骨髓间充质干细胞(h-BMSCs)的成骨分化,进而缓解骨质疏松症状,为抗骨质疏松治疗开辟了新方向。
为了深入探究 RD-EVLP 的作用机制,研究人员运用了多种关键技术方法。在细胞实验方面,培养 h-BMSCs 和 293T 细胞,为后续实验提供细胞模型。通过差速超速离心法从新鲜骨碎补中提取 RD-EVLP,并利用透射电子显微镜、纳米颗粒流式细胞仪等技术对其进行鉴定。此外,借助荧光原位杂交(FISH)、RNA 反义纯化(RAP)、双荧光素酶报告基因检测等技术,研究各分子间的相互作用。在动物实验中,构建绝经后骨质疏松小鼠模型,评估 RD-EVLP 在体内的生物相容性和抗骨质疏松效果。
研究结果具体如下:
- RD-EVLP 的特性:成功提取并鉴定出 RD-EVLP,其呈椭圆形和杯状,粒径在 40 - 200nm,浓度为 4.02×1011Particles/mL,含有蛋白质、RNA 和脂质。在模拟胃肠道环境中,RD-EVLP 能保持稳定,且经胃给药后在股骨中富集,具有骨靶向性。
- 对 h-BMSCs 的影响:RD-EVLP 可被 h-BMSCs 有效内化,促进其增殖。20μg/mL 的 RD-EVLP 在促进 h-BMSCs 成骨分化方面效果显著,能增加钙结节生成,提高成骨分化基因标记物(如 RUNX2、BMP2)的表达。
- 体内生物相容性和抗骨质疏松效果:在体内实验中,20μg/mL 的 RD-EVLP 对小鼠肝肾功能无不良影响,生物相容性良好。它能有效减轻小鼠的骨丢失,改善骨微结构,增强骨形成,提高骨密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)、骨小梁数量(Tb.N)等参数,同时降低骨小梁分离度(Tb.Sp)、结构模型指数(SMI)等骨吸收相关参数,还能增强成骨分化标记物(RUNX2、OCN)的表达。
- 分子机制研究:在 h-BMSCs 成骨分化过程中,hsa_circ_0001275 和 IGF1R 表达上调,miR-422a 表达下调。进一步研究发现,hsa_circ_0001275 可直接靶向并抑制 miR-422a,促进成骨分化;miR-422a 则通过靶向并下调 IGF1R 抑制成骨分化。RD-EVLP 可能通过 hsa_circ_0001275/miR-422a 介导的通路诱导 IGF1R 上调,从而促进 h-BMSCs 的成骨分化。
综合研究结论和讨论部分,该研究首次揭示了 RD-EVLP 通过激活 hsa_circ_0001275/miR-422a 通路发挥抗骨质疏松作用的机制。证实了 hsa_circ_0001275 可通过海绵吸附 miR-422a 上调 IGF1R 表达,促进成骨分化。这一发现不仅为骨质疏松的治疗提供了新的理论依据,还提出了一种基于 RD-EVLP 的纳米治疗新策略,具有重要的科学意义和临床应用潜力。不过,研究也指出,仍需更多实验来验证 hsa_circ_0001275/miR-422a/IGF1R 之间的调控关系,以及 RD-EVLP 对其他骨退行性疾病的影响,为后续研究指明了方向。