Adv. Healthcare Mater | 上海大学转化医学研究院苏佳灿教授课题组发表重要综述文章：骨靶向外泌体的策略及应用

研究 2023-03-14 22:02 来源：已关闭评论 2

随着全球人口老龄化，骨科疾病日益成为威胁人类健康的重大社会问题。外泌体作为天然细胞产物，因其优异的生物相容性、生物屏障穿透性和治疗效果，已被用于治疗骨科疾病。经修饰的外泌体显示出强大的骨靶向能力，可以提高疗效并避免系统性副作用，成为临床上治疗骨科疾病的潜在方法。

2023年3月7日，上海大学转化医学研究院苏佳灿教授研究团队在中科院1区杂志Advanced Healthcare Materials (IF: 11.092)上发表了题为“Bone-targeted exosomes: Strategies and applications”的综述文章 (2023 Mar 7;e2203361)。外泌体作为细胞来源的纳米材料，具有低免疫原性、良好的屏障穿透能力以及靶向特性，有望克服传统生物材料潜在的细胞毒性、较差的生物降解性以及不可控的药物释放等缺点，已广泛用于骨科疾病研究（图1）。虽然外泌体近年来吸引了很多关注，但仍然缺乏骨靶向外泌体的相关综述。因此，基于课题组前期提出的骨靶向生物材料理念，苏佳灿教授团队进一步聚焦外泌体的骨靶向策略，从其生理特性、调控机制、构建策略和治疗应用等多方面总结展望，为骨科疾病治疗提供新方案。

图1. 骨靶向骨外泌体的优势

骨骼是一个动态的组织，通过平衡成骨细胞的骨形成和破骨细胞的骨吸收，进行不断的重塑。在骨代谢微环境中，参与骨重塑的细胞通过释放外泌体来调节骨重建过程。外泌体是纳米直径范围内细胞分泌的膜囊泡，通过在细胞间转运特征性miRNAs和其他生物分子如蛋白质、脂质等，在调控骨形成、骨吸收和骨重塑中发挥重要作用（图2）。

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图2. 外泌体调控骨微环境的机制

在此，苏佳灿教授团队阐述了外泌体的骨靶向调控功能，外泌体主要通过四种不同的机制调控靶细胞。①外泌体与靶细胞膜表面受体之间的直接相互作用。②外泌体表面受体被裂解，随后受体片段与靶细胞上的受体相互作用。③外泌体膜与靶细胞的质粒融合，外泌体内成分被释放到细胞的胞质中。④整个外泌体通过吞噬作用被内化。骨靶向外泌体通过在其外表面显示特定的靶向分子从而靶向骨细胞和组织（图3）。

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图3. 外泌体的骨靶向调节策略

同时，苏佳灿教授团队梳理了骨靶向外泌体的构建策略（图4）。除了外泌体固有的骨靶向性，目前构建骨靶向外泌体的策略主要有两种，一种是用化学或生物因子预处理供体细胞从而增强其分泌外泌体的骨靶向活性（胞内修饰）。另一种是通过外泌体的表面修饰引入特定的受体或配体对从而使其具有骨靶向特性（胞外修饰）。

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图4. 骨靶向外泌体的构建策略

最后，苏佳灿教授团队总结了骨靶向外泌体治疗骨相关疾病的应用（图5），包括骨质疏松症、骨关节炎、骨肉瘤、类风湿性关节炎、骨缺损和骨坏死。通过总结骨靶向外泌体的发展和挑战，阐明针对不同骨疾病的外泌体的构建策略，突出外泌体在未来临床骨科中的转化潜力。该文章的讨论将为研究人员进一步开发骨靶向外泌体及其在骨相关疾病中的应用提供新思路与新方法。