Small:从骨骼肌损伤的外泌体机制到生物材料转化

严重的炎症和成肌分化障碍是骨骼肌损伤后愈合的主要障碍。微小RNA(miRNA)在肌肉愈合过程中作为调节分子发挥重要作用,但miRNA介导的成肌细胞和巨噬细胞之间的细胞间通讯的详细机制仍不清楚。

陈疾忤教授在师从陈世益教授攻读研究生期间即关注骨骼肌损伤促进修复的研究,至今已逾二十余年。本研究中,陈疾忤教授团队及其合作者首次揭示了,在骨骼肌损伤后的炎症环境中,成肌细胞分泌的外泌体中包含的miR-224能够促进巨噬细胞M1极化、抑制其M2极化。巨噬细胞的M1极化会促进成纤维细胞增殖导致骨骼肌纤维化;同时又会促进成肌细胞的增殖和成纤维分化,形成恶性循环而进一步促进巨噬细胞M1极化、骨骼机纤维化。对此,陈疾忤教授及其团队发现可通过设计一种搭载miRNA抑制剂的脂质体制作成的生物材料来打破这种恶性循环,促进巨噬细胞M2极化,从而发挥抗炎/促再生作用,为骨骼肌损伤修复提供了一种全新的策略。

复旦大学附属华山医院运动医学科博士生罗智文、陈翊圣,临床医学八年制戚贝杰、外科基地医师孙亚英是该论文的共同第一作者。上海交通大学医学院附属第一人民医院运动医学科陈疾忤教授、复旦大学附属华山医院运动医学科陈世益教授以及尚西亮副教授为该论文的共同通讯作者。

封面描述:本封面正面呈现由水波形成的太极图案,蕴含中国传统文化——阴阳平衡。 太极的阴阳两面(表示炎症和抗炎状态)被两个绚丽的生物活性分子占据。黄红色纳米球代表炎性成肌细胞外泌体,携带抑制 M2 极化和促进炎症的 miRNA 成分。绿色纳米球代表携带 miRNA 抑制剂的抗炎、促进 M2 的脂质体。骨骼肌损伤后,如果炎症和抗炎达到一个特殊的平衡时,可以很好地调节骨骼机的修复(图片左上角呈现的是修复良好的骨骼肌纤维)。该封面将于8.25日正式上线。

图1:外泌体测序表明炎症微环境改变了成肌细胞外泌体的miRNA表达谱,显著提升了miR-224的表达。

图2:单细胞测序分析发现骨骼肌损伤后miR-224的表达受E2F1调控。

图3:体内实验发现抑制miRNA-224表达可以促进骨骼肌功能康复。

致谢:该研究由国家自然科学基金支持(基金号82172509; 81772419; 81972062;82102634),感谢共青团复旦大学委员会在封面设计中的帮助。

通讯作者简介:

陈疾忤,上海交通大学医学院附属第一人民医院,骨科临床医学中心副主任,运动医学科主任,主任医师、博士生导师。上海市医学会运动医学专科分会候任主任委员。ISAKOS(国际关节镜-膝关节外科-骨科运动医学学会)肩关节委员会和髋关节委员会委员;亚洲髋关节镜学会常委;中华医学会运动医疗分会脊柱与髋关节运动创伤学组副组长;中国医学救援协会运动医学分会常务理事;中国研究型医院学会运动医学专业委员会副主任委员;中国医师协会骨科分会运动医学学组副组长。

论文信息:

Engineering Bioactive M2 Macrophage-Polarized, Anti-inflammatory, miRNA-Based Liposomes for Functional Muscle Repair: From Exosomal Mechanisms to Biomaterials

Zhiwen Luo, Beijie Qi, Yaying Sun, Yisheng Chen, Jinrong Lin, Haocheng Qin, Ning Wang, Runjie Shi, Xiliang Shang*, Shiyi Chen*, Jiwu Chen*

Small

DOI: 10.1002/smll.202201957

原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/smll.202201957