上海交通医院骨科研究团队揭示富血小板血浆衍生的外泌体预防激素性股骨头坏死的新机制
上海交通医院上海市创伤骨科临床医学中心及上海市四肢显微外科研究所张长青课题组采用富血小板血浆衍生的外泌体(PRP-Exos)对大鼠激素性股骨头坏死动物模型进行干预并观察效果,同时观察糖皮质激素和PRP-Exos对细胞模型的影响。研究发现PRP-Exos可以经PI3K/Akt和MAPK/Erk通路促进血管新生,通过稳定β-catenin减轻糖皮质激素对骨髓间充质干细胞成骨功能的抑制作用,经Akt/Bcl-2通路发挥抗凋亡作用,为防治激素性股骨头坏死提供了新的思路。最新研究成果以“Exosomesderivedfromhumanplatelet-richplasmapreventapoptosisinducedbyglucocorticoid-associatedendoplasmicreticulumstressinratosteonecrosisofthefemoralheadviatheAkt/Bad/Bcl-2signalpathway”为题于年1月在Theranostics在线发表。医院陶诗聪博士是论文的第一作者,张长青教授和上海市四肢显微外科研究所郭尚春博士是共同通信作者。医院是论文的通信单位。
激素性股骨头坏死是一种非创伤性的骨坏死。由于糖皮质激素导致股骨头血供中断或受损,引起骨细胞、成骨细胞及重要的间充质细胞的死亡(包括凋亡与坏死),继而导致股骨头结构改变,股骨头塌陷,引起患者髋关节疼痛和功能障碍。糖皮质激素造成的细胞死亡是股骨头坏死发病的关键,但其确切发病机制尚不明确。这一类股骨头坏死的发病原因、发生机制和防治方法仍有大量问题亟待解决。医院骨科是国家重点学科,在过去近20年的时间里致力于股骨头坏死的临床诊治和机制研究,成果显著,并获得良好的国际声誉。医院骨科研究团队不断进行新技术探索和深入研究,旨在创建预防和早期诊疗股骨头坏死的新策略。
在张长青教授的指导下,陶诗聪博士与上海市四肢显微外科研究所科研人员密切合作,在前期研究建立的激素性股骨头坏死大鼠模型的基础上,制备富血小板血浆(PRP)并进一步提取外泌体,通过相关分子、细胞和动物实验进行探索,证实了PRP-Exos可以通过促进股骨头的血管再生、减轻激素对成骨功能的抑制作用以及发挥抗凋亡作用预防股骨头坏死的发生。
激素性股骨头坏死是骨科领域常见的难治愈性疾病。该研究揭示了PRP-Exos对激素性股骨头坏死的预防作用,通过动物实验、细胞实验和信号通路分析,明确了股骨头坏死中激素诱导内质网应激引发细胞凋亡的关键信号通路。针对PRP-Exos在血管新生、成骨功能和细胞凋亡等方面的作用展开研究,将有可能为预防激素性股骨头坏死提供新的研究方向。目前关于PRP-Exos的研究还较少,由于外泌体的免疫原性低且稳定,因此PRP-Exos较PRP而言,在大规模生产方面具备显著的优势;外泌体是天然的纳米药物载体,因此PRP-Exos可以通过修饰和搭载药物增强和拓展其治疗功能;外泌体在极端pH值下依然具有稳定性,因此具有更加多元化的给药方式,且具有制备控释制剂的潜能。以上优势使得该成果易于临床转化应用。研究得到国家自然科学基金以及上海市卫生系统重要疾病联合攻关项目的支持。
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