(通讯员 查瑶)3月27日,生物材料领域国际权威杂志《Biomaterials》在线发表了生命学院王江林教授的最新成果:Exosome-mimetics as an engineered gene-activated matrix induces in-situ vascularized osteogenesis。
节段性骨缺损由于损伤体积大、修复难度高,一直是骨再生修复材料领域烝待解决的痛点问题。骨组织本身又是一个高度血管化的组织,常规骨修复材料往往因其修复体积较大而引起材料内部新生骨组织血管化不足,诱发植入材料内部严重坏死,最终导致修复手术失败。因此,提升血管化是骨重建的关键因素之一。本研究系统设计了一种促进血管化骨再生的基因激活基质(GAM),利用外泌体类似物(EMs)包封血管内皮生长因子(VEGF)质粒合成工程化外泌体,并柔性固定在具有核-壳结构的纳米纤维电纺膜上,实现局部可控释放(Fig 1)。
Fig 1. Construction of gene-activated matrix with engineered EMs
外泌体因具有完美的生物相容性、高效的细胞摄取率和多能化的可修饰性而被广泛关注,然而常规外泌体作为生物活性分子(蛋白质,基因,小分子化合物等)递送载体因其提取产率低而使得其应用范围受到极大限制。此外,细胞直接提取的外泌体,其内含物较为复杂包含多种蛋白分子,遗传物质及其他活性成分等,可能会对负载外源基因有一定影响。因此通过外泌体类似物(EMs)既可以实现大规模快速制备突破产率局限,同时又能显著降低外泌体内含物的影响。因此,从基因或药物载体角度思考,EMs提供了一种新的备选材料。本研究基于工程化EMs设计一种新型GAM,该系统同时具备骨诱导功能和VEGF持续可控释放的双功能效应,可显著促进血管化成骨重塑(Fig 2)。
Fig 2. Vascularized osteogenesis was induced by GAM
华中科技大学生命学院王江林教授和张胜民教授为本文的通讯作者,华中科技大学是论文第一单位,生命学院博士研究生查瑶为论文第一作者。该工作得到了国家重点研发计划、国家重大研究计划、国家自然科学基金项目等资助。
论文连接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0142961220302313