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Advanced Materials |受海胆启发的免疫指令性离子流驱动间充质干细胞-巨噬细胞通讯以促进骨再生
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详细介绍
该研究以题为“Sea Urchin-Inspired Immuno-Instructive Ionic Flow Drives MSCs-Macrophage Communication to Promote Bone Regeneration”发表在Advanced Materials上。
骨组织再生是一个复杂的生理过程，依赖于免疫细胞和干细胞在时空上的协调。传统研究主要通过材料首先调节巨噬细胞，随后促进干细胞成骨分化来阐明材料促进骨形成的作用机制，但很大程度上忽视了干细胞对免疫细胞的主动调控作用。因此，研究材料同时吸引干细胞和调节先天免疫浸润的能力，并建立组织微环境响应机制，对下一代组织再生材料的开发具有重要意义。本研究引入了一种受海胆启发的免疫指令性离子流（SUIF）平台，该平台具有径向介孔结构，通过B─O键解离/溶解速率和Sr²⁺缓释机制产生“快-慢双相”离子流释放，从而构建动态碱性离子流微环境。在此微环境中，5B5Sr-SUIF招募间充质干细胞（MSCs）并刺激MSCs增强miR-466m-5p的表达，从而阻断巨噬细胞中NF-κB的核转位。这促进了间充质干细胞与巨噬细胞之间的免疫调节通讯，为复杂骨畸形的精准再生提供了新的材料设计原理和分子机制支持。
文献速览
图1
5B5Sr-SUIF合成示意图及其多功能离子流促进间充质干细胞与巨噬细胞间信息交流、进而增强骨再生的潜在机制。
图2
基于SUIF的纳米颗粒的形貌与理化表征。(a) SUIF、5B-SUIF、5Sr-SUIF以及5B5Sr-SUIF的扫描电镜图。(b) 5B5Sr-SUIF的透射电镜图及其对应的元素分布图。(c) SUIF、5B-SUIF、5Sr-SUIF以及5B5Sr-SUIF的X射线衍射图谱。(d) SUIF、5B-SUIF、5Sr-SUIF以及5B5Sr-SUIF的傅里叶变换红外光谱图；(e) 5B5Sr-SUIF的X射线光电子能谱全谱。(f) 5B5Sr-SUIF的高分辨B 1s X射线光电子能谱；(g) 5B5Sr-SUIF的高分辨O 1s X射线光电子能谱。(h) SUIF的高分辨O 1s X射线光电子能谱。(i) SUIF的氮气吸附-脱附等温线；(j) 5B5Sr-SUIF的氮气吸附-脱附等温线。(k) SUIF、5B-SUIF、5Sr-SUIF以及5B5Sr-SUIF的Zeta电位曲线。
图3
对照组（NC组）与5B5Sr-SUIF组的微小RNA（miRNA）测序分析。(a) 差异表达微小RNA的火山图，红点代表显著上调的微小RNA，蓝点代表显著下调的微小RNA，灰点代表表达无显著差异的微小RNA。(b) 差异表达微小RNA的GO富集分析，纵轴代表GO条目分类。(c) 差异表达微小RNA的层次聚类热图。(d) KEGG气泡图，展示富集程度排名前20的信号通路。(e) 采用荧光定量PCR（qPCR）验证miR-466m-5p、miR-320-5p、miR-142a-5p以及miR-184-3p的表达水平。
图4
miR-466m-5p的体内作用。(a)局部注射miR-466m-5p模拟物或miR-NC 2周后，缺损周围组织中iNOS和CD163的免疫荧光染色。ELISA定量检测缺损区域炎症相关细胞因子IL-1β(b)、IL-10(c)以及TNF-α(d)。(e)组织来源细胞中巨噬细胞表面标志物CD80和CD206的流式细胞术分析。(f)流式数据的定量分析。(g)miR-466m-5p组与miR-NC组组织切片的TRAP染色。(h)miR-466m-5p组与miR-NC组组织中TRAP活性的定量评估。(i–k)各组破骨细胞相关基因MMP9(i)、RANKL(j)以及TRAP(k)的qPCR分析。
参考信息
Advanced Materials（IF 26.8）Pub Date : 2026-05-07,
DOI：10.1002/adma.73289
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