临床上，脑外伤（TBI）患者常会伴随骨折的发生，骨折合并TBI也是最严重的复合伤类型之一，其特点是损伤器官间的细胞通讯功能失调。长期以来，临床医生观察到骨折在复合TBI患者中的愈合期会明显短于单纯骨折患者。虽已有研究对这一有趣的现象进行报道，但是其中的潜在机制仍有待研究。
外泌体是一种具有广泛应用前景的生物活性纳米材料，能够通过释放活性物质发挥其调节功能。比如外泌体来源miRNA，其可以与目标mRNA结合，调节其表达速率和降解，并且很少受到环境因素的干扰。目前，外泌体在骨平衡中的调控作用已经引起了广泛关注。
3月3日，华中科技大学同济医学院附属协和医院骨科刘国辉教授团队在Experimental & Molecular Medicine上发表题为“Circulating MiRNA-21-Enriched Extracellular Vesicles Promote Bone Remodeling in Traumatic Brain Injury Patients.”的研究成果 (doi: 10.1038/s12276-023-00956-8)。这项研究发现TBI患者体内循环来源的外泌体会向骨髓间充质干细胞（BMSC）传递miR-21-5p，抑制SMAD7的表达，从而促进BMSC的增殖与成骨分化，加速骨折愈合。
在这项研究中，刘国辉教授团队通过超速离心法从TBI患者血液样本中分离出TBI-Exos，并通过qRT-PCR分析确定miR-21-5p在外泌体中的富集。在一系列体外实验验证后，团队发现TBI-Exos能有效促进BMSC分化和骨重塑。借助生物信息学分析，团队确定TBI-Exos向BMSC释放miR-21-5p后会抑制SMAD7的表达，明确外泌体对BMSC的潜在下游调节作用机制。随后，团队对TBI-Exos的潜在信号通路在介导BMSC的成骨活性方面的作用进行了评估，抑制SMAD7的表达可促进BMSC成骨分化，而敲除TBI-Exos中的miR-21-5p则会明显抑制其促进效果。最后，团队在小鼠骨折模型中，证实了TBI-Exos对骨折修复的作用。
该研究对TBI-Exo在骨折愈合中发挥的作用进行了进一步的探索，明确了其中潜在的机制，对于治疗与成骨障碍相关的疾病具有潜在的应用价值。武汉协和医院骨科刘国辉教授、米博斌主治医师、高飞副教授为共同通讯作者，武汉协和医院为唯一通讯单位。刘国辉教授团队常年深耕于骨与软组织修复研究领域，并极力探索医工结合方式，积极推动相关研究工作的临床转化，以造福患者为己任。
参考文献：
Circulating MiRNA-21-enriched extracellular vesicles promote bone remodeling in traumatic brain injury patients, Exp Mol Med. 2023 Mar 3. doi: 10.1038/s12276-023-00956-8
外泌体资讯网 Exp Mol Med | 武汉协和医院刘国辉教授团队：脑外伤患者体内循环中富含miRNA-21的外泌体可促进其骨折愈合
