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华南师范大学黎锦明研究员团队《ACS Nano》:上转换纳米粒光控诱导MSCs成骨分化治疗骨质疏松
2022-06-27  来源:高分子科技

  间充质干细胞(MSC)具有多向分化的潜能,可以在一定的条件下诱导分化为成骨细胞,用于治疗骨质疏松等骨相关疾病,如何特异性诱导MSC成骨分化是关键。


  使用纳米材料诱导MSC定向分化近年来受到广泛关注,特别是可以通过近红外光进行体内调控细胞分化的上转换纳米材料(UCNP)。中山大学肿瘤防治中心杨安力/华南师范大学黎锦明制备了一种UCNP多功能纳米颗粒,用于光控诱导MSC成骨分化治疗骨质疏松,同时通过荧光检测成骨分化评价治疗效果。


  体内外实验结果表明,制备的多功能UCNP首先作为药物载体,负载可以特异性诱导MSC成骨分化的小分子药物淫羊藿苷(ICA)并将其靶向输送到MSC内,然后通过近红外光控制释放ICA,诱导MSC成骨分化,治疗骨质疏松大鼠症状。诱导MSC成骨分化后,UCNP又作为荧光探针,其表面修饰的金属蛋白酶13MMP13)敏感肽被成骨分化产生的MMP13酶酶切,从而恢复UCNP650 nm发射荧光,达到荧光检测MSC成骨分化,评估骨质疏松治疗效果的目的。


  综上所述,该研究开发的多功能UCNP系统为使用纳米技术治疗骨质疏松提供了一种有效的工具。


1. 上转换纳米粒光控诱导MSCs成骨分化治疗骨质疏松。A)上转换纳米粒及其纳米复合物制备示意图。B)上转换纳米复合物光控诱导MSCs成骨分化缓解骨质疏松大鼠症状及实时检测成骨分化状态。 


图2. 上转换纳米粒的表征。 


图3. 上转换纳米复合物光控释放药物ICA诱导MSCs成骨分化(ALP/ARS染色)。 


图4. 上转换纳米复合物光控诱导MSCs成骨分化治疗骨质疏松大鼠。AHE染色。BMasson染色。C)和D)免疫组化染色成骨分化相关蛋白表达。 


图5. 上转换纳米粒作为荧光探针体内实时检测MSCs成骨分化状态,为治疗骨质疏松效果提供评价。


  以上成果发表在ACS Nano2022, 16, 5, 8399-8418上,论文第一作者为华南师范大学生物光子学研究院硕士研究生闫瑞,通讯作者为华南师范大学生物光子学研究院黎锦明研究员,共同通讯作者为中山大学肿瘤防治中心杨安力博士.


  原文链接:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.2c02900

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(责任编辑:xu)
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