骨质疏松症（OP）是一种全球性的公共健康问题，其特征为骨量减少和骨微结构受损，致使骨脆性增加和骨折风险上升。当前的治疗方法主要侧重于平衡骨形成和骨吸收，但增强骨质疏松性骨的再矿化逐渐成为有效修复的关键策略。最近，对生物矿化机制的深入研究显示出成骨细胞（OB）分泌的含矿物质的胞外囊泡（EVs）在促进骨髓间充质干细胞（BMSCs）分化和基质矿化中的重要作用。然而，从OB中提取细胞外囊泡存在困难，不利于大规模生产，限制了其应用。在此背景下，开发仿生策略以复制其结构和功能成为研究热点。上海大学转化医学研究院苏佳灿教授/姜莹莹副研究员/黄标通副教授/南通大学韩庆林教授团队在ACS Applied Materials & Interfaces上发表题为“Biomimetic Extracellular Vesicles Containing Biominerals for Targeted Osteoporosis Therapy”的论文。该研究工作基于骨矿化原理，开发了一种仿生策略，以生物活性物质磷酸肌酸（CP）制备出具有高稳定性和出色生物活性的仿生线粒体矿物（ACP/CP），再通过超声封装技术，将其与过表达高尔基糖蛋白1（GLG1）的骨髓归巢细胞膜（CM）巧妙结合，最终成功构建出骨靶向仿生活性生物矿物（ACP/CP@CM）。 第一作者为上海大学硕士研究生陈昱彤、朱梦茹、杨慧健，上海交通大学博士研究生盛世豪，通讯作者为上海大学苏佳灿教授、姜莹莹副研究员、黄标通副教授和南通大学附属医院韩庆林教授
图1. 研究示意图受生物矿化的启发，通过模仿OB衍生的EVs制备了骨靶向生物仿生EVs (ACP/CP@CM)及对骨质疏松小鼠的全身给药示意图。这种仿生系统具有良好的生物相容性和生物活性，能促进成骨分化和骨管形成，同时还能促进纤维内胶原矿化。在体内，小鼠全身注射 ACP/CP@CM 治疗可实现骨质疏松治疗。
图2. 仿生EVs的表征(a) HAP, (b) ACP, (c)仿生线粒体矿物质（ACP/CP）和(d)仿生OB衍生EVs （ACP/CP@CM）的TEM图像。比例尺为50 nm。(e) HAP、ACP、ACP/CP、CM和ACP/CP@CM的粒径分布和(f) zeta电位。(g) GLG1蛋白的Western blot分析。(I: GLG1上调的NIH-3T3；II: GLG1+ NIH-3T3的CM；III: ACP/CP@CM)。(h)共聚焦激光扫描显微镜（CLSM）观察ACP/CP@CM的共定位。骨髓间充质干细胞的细胞核为蓝色，ACP/CP为绿色，CM为红色。标尺尺寸为20 μm。(i)对照样品和ACP/CP@CM的FTIR光谱和(j) XRD谱图。(k) pH为7.4的PBS中ACP/CP和ACP/CP@CM中CP的累积释放曲线。
图3. 体内骨质疏松恢复效果。
(a)动物实验时间表。(b)各组小鼠股骨矢状面和水平面三维显微CT重建图像：Sham、OVX、ACP/CP@CM-Con、CM、ACP/CP@CM。（c - f）各组骨形态测量参数的Micro-CT测量值：(c)骨体积/组织体积（BV/TV）， (d)小梁厚度（Tb.Th）， (e)小梁数量（Tb.N）， (f)小梁间距（Tb.Sp）
参考文献：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsami.4c17238
外泌体资讯网 ACS AMI｜上海大学转化医学研究院苏佳灿/姜莹莹/黄标通/南通大学附属医院韩庆林：一种含矿物的仿生骨靶向外囊泡治疗骨质疏松
