对于膀胱癌、膀胱挛缩、神经源性膀胱或膀胱过度活动的患者在保守治疗无效的情况下需进行外科手术进行膀胱重建。目前临床上外科手术的金标准仍然是回肠膀胱术。然而由于相关的并发症，使用肠道并不是最佳选择。随着组织工程和再生医学的进步，更多的智能生物材料正在被开发，以尽量减少或防止自体组织引起的并发症。据报道，石墨烯对神经再生具有积极作用，体现在促进干细胞增殖、神经元和胶质细胞粘附、神经轴突延长等方面。
近日，南京医科大学附属南京医院贾瑞鹏教授、周六化副教授以及东南大学生物科学与医学工程学院国家重点实验室徐华教授团队在国际著名期刊Journal of Controlled Release（JCR Q1 IF:10.8）上发表了题为 ”Negatively charged bladder acellular matrix loaded with positively charged adipose-derived mesenchymal stem cell-derived small extracellular vesicles for bladder tissue engineering” 的研究论文（2023 Nov 7:S0168-3659(23)00709-5）。该研究基于膀胱脱细胞基质（BAM）利用聚多巴胺（PDA）和还原氧化石墨烯（rGO）进行表面修饰，使rGO-PDA/BAM表面带有负电荷并增强材料的导电性。同时，通过阳离子聚合物ε-聚赖氨酸-聚乙烯-二硬脂基磷脂酰乙醇胺（PPD）逆转脂肪间充质干细胞来源的小型细胞外囊泡（AME）的磷脂膜表面负电荷来增强PPD-AME细胞摄取、生物利用以及与rGO-PDA/BAM的结合。
这项研究通过材料与“种子”的双修饰，不仅利用静电相互作用增强“种子”PPD-AME的滞留率，达到一定缓释作用，而且导电材料rGO-PDA/BAM促进了新生膀胱的神经再生和功能恢复。
研究者为了进一步探索AME在膀胱组织工程中的功能及机制，通过对人和大鼠AME的microRNA测序发现存在共同高表达的has-miR-21-5p和rno-miR-21-5p，继而通过靶基因预测和双荧光素酶报告基因验证，发现PIK3R1参与许多重要生物过程的调控。通过体内外实验证实了高表达的miR-21-5p可通过靶向PIK3R1 mRNA激活PI3K/Akt通路促进细胞增殖、迁移以及组织工程中重要的血管再生。
综上所述，该研究探讨了对BAM和AME的修饰策略，通过体内外实验证明了双修饰可达到缓释AME以及增强AME摄取和利用，通过高通量测序寻找到不同物种AME共同富集microRNA，揭示干细胞来源小型细胞外囊泡的潜在作用机制，高表达或负载外源性microRNA可能为组织工程研究提供新靶点。
该研究得到了国家自然科学基金、江苏省自然科学基金等基金项目的支持。南京医科大学附属南京医院（南京市第一医院）为第一单位，泌尿外科主任贾瑞鹏教授、周六化副教授以及东南大学生物科学与医学工程学院国家重点实验室徐华教授为文章的通讯作者。
参考文献：
Negatively charged bladder acellular matrix loaded with positively charged adipose-derived mesenchymal stem cell-derived small extracellular vesicles for bladder tissue engineering. J Control Release. 2023 Nov 7:S0168-3659(23)00709-5. doi: 10.1016/j.jconrel.2023.10.048. PMID: 37944669.
外泌体资讯网 J Control Release|贾瑞鹏/周六化/徐华：脂肪间充质干细胞来源的小型细胞外囊泡用于膀胱组织工程
