外泌体是一种含有DNA、RNA、蛋白质等多种组分的细胞外囊泡, 在细胞间的通讯中发挥着重要的作用。大量研究表明, 外泌体通过促进间充质干细胞中成骨相关基因和蛋白的表达，在骨再生中发挥着重要的作用。然而, 外泌体的低靶向能力、循环半衰期短等缺点限制了其临床应用。将外泌体与水凝胶相结合, 可以在保持外泌体生物活性的同时提高其稳定性, 进而实现外泌体在骨缺损部位的持续释放。透明质酸是细胞外基质的重要组成部分, 在血管生成和组织再生等多种生理和病理过程中发挥着重要作用。近年来, 透明质酸基水凝胶已作为外泌体递送系统应用于骨再生，并表现出了积极的效果。近日, 华中科技大学同济医学院附属协和医院整形外科安然教授和王介聪教授团队在期刊Frontiers in Pharmacology上发表了题为 “Hyaluronic acid-based hydrogels: as an exosome delivery system in bone regeneration”的综述 (2023 Mar 17;14:1131001), 安然教授和王介聪教授为共同通讯作者,整形外科硕士研究生邓慧玲为第一作者, 该工作得到了国家自然科学基金 (81901977) 的支持。
该综述首先介绍了透明质酸的合成、降解、透明质酸促进骨再生的可能机制以及改性透明质酸基水凝胶在骨再生中的应用, 并总结了各种透明质酸基水凝胶的制备方法及其应用。透明质酸可以通过与靶细胞表面的受体相互作用, 从而激活细胞内相关信号通路, 促进成骨相关标志物的表达和成骨分化。然而, 未经修饰的透明质酸的力学性能比正常骨组织差, 且容易被透明质酸酶降解。因此, 为了克服这些问题, 人们常常会对透明质酸进行修饰并采用物理或化学方法将透明质酸交联形成水凝胶, 从而提高透明质酸的力学性能、稳定性和半衰期。目前, 已经开发了点击化学、席夫碱交联、酶促交联、二硫化物交联、动态共价交联、自由基聚合、缩合反应交联等多种透明质酸交联策略。随后介绍了外泌体在骨再生中的作用。外泌体可以通过网格蛋白介导的内吞作用、小窝蛋白介导的内吞作用、巨胞饮作用、吞噬作用、脂筏参与等各种形式的内吞作用进入受体细胞, 然后释放其内的货物, 从而介导受体细胞的改变。
最后, 该综述概述了透明质酸基水凝胶作为外泌体递送系统在骨再生中的应用、前景和挑战。
Hyaluronic acid-based hydrogels: as an exosome delivery system in bone regeneration, Frontiers in Pharmacology. 2023 Mar 17; 14:1131001. doi: 10.3389/fphar.2023.1131001.外泌体资讯网 Frontiers in Pharmacology |华中科技大学安然/王介聪：透明质酸水凝胶作为外泌体递送系统在骨再生中的应用
