多级活性氧调节水凝胶修复老化骨

文摘健康 2024-11-04 13:54 江苏

执行主编：郝跃峰

南京医科大学附属苏州医院运动医学中心

Rejuvenating Aged Bone Repair through Multihierarchy Reactive Oxygen Species-Regulated Hydrogel

[J] .Adv Mater, 2023, 36: 0.

IF：27.4

中文摘要后附原文文献

校审者提示

衰老引起的活性氧（ROS）水平失衡是损害老化骨组织再生的主要因素。该研究通过组装可注射的聚（γ-谷氨酸）交联氨基官能化聚乙二醇化聚（癸二酸甘油酯）水凝胶，该水凝胶含有负载雷帕霉素（PSeR）的聚（碳酸二硒化物）纳米胶束，实现了多层次的ROS清除系统，这种创新系统可以有效消除细胞内积累的ROS，并在整个老化骨修复过程中保持了有利的细胞外氧化环境。此外，通过ROS的多层级调节，还可以靶向细胞周期和DNA复制，成功干预了骨髓间充质干细胞（BMSC）的衰老。该研究提出了一种通过设计活性氧清除材料来恢复老化骨再生的新策略，并为促进退行性相关疾病的治疗概念提供了有价值的见解。

校审者简介

耿德春

医学博士

研究员

博士研究生导师

江苏省杰出青年基金获得者

长期从事慢性炎症性骨破坏以及假体周围骨溶解方面的研究，并取得了一些有国际影响的研究成果。

截至目前，以第一/通讯作者在Biomaterials、Theranostics，JBMR等国际高水平期刊发表SCI论文52篇，申请国家发明专利19项（已授权7项）。

作为主要完成人先后获国家科技进步二等奖、华夏医学科技进步一等奖以及教育部科技进步二等奖；是江苏省“卫生拔尖人才”、第五期“333高层次人才培养工程”培养对象和第十期“六大人才高峰”高层次人才选拔培养对象。

译者提示

细胞衰老与骨微环境恶化相吻合，骨微环境恶化是骨衰老的关键因素，表现为分化潜力降低和修复能力受损。因此，改善衰老微环境和衰老干细胞，从而使老化骨恢复活力的干预措施是治疗年龄相关骨缺损的一种潜在疗法。该研究设计了一种两亲性聚合物mPEG-bP（TMC-co-MSeSe），它可以自组装成纳米胶束（Se），并作为ROS的有效清除剂和药物（雷帕霉素）载体。为了在老化骨缺损中为纳米胶束提供稳定的环境，本研究还设计了PEGS-PGA水凝胶来加载纳米胶束。水凝胶可以注射到骨缺损部位，实现原位交联用于老化骨再生。

（仅代表校审者和译者观点，文责由校审者负责）

译文摘要

衰老在多个水平上加剧了组织再生的功能障碍，并逐渐降低了个体承受压力、损伤和疾病的能力。活性氧（ROS）的过度积累被认为是衰老干细胞的标志特征，其会导致氧化应激，恶化宿主微环境，并最终成为衰老骨缺损修复的关键障碍。到目前为止，这些策略不能同步和彻底地调节衰老细胞中的细胞内和细胞外ROS。在本文中，通过制备含有负载雷帕霉素的聚（碳酸二硒化物）纳米胶束（PSeR）的可注射聚乙二醇化聚（癸二酸甘油酯）（PEGS-NH2）/聚（γ-谷氨酸）（γ-PGA）水凝胶，开发了用于老化骨再生的多级ROS清除系统。这种PSeR水凝胶对局部老化的微环境表现出高度敏感的ROS响应性，并动态释放载药纳米胶束以清除衰老骨质间充质干细胞中积累的细胞内ROS。PSeR水凝胶通过保护DNA在氧化环境中的复制，有效调节骨髓间充质干细胞的抗氧化功能，延缓衰老，从而促进自我更新能力，增强体内外老化骨修复的成骨能力。因此，这种多级ROS调节的水凝胶为治疗退行性疾病提供了一种新的策略。

译者简介

吴泽彬

硕士研究生在读，毕业于苏州大学，目前于苏州大学附属第一医院攻读硕士

主要研究方向为骨质疏松以及骨关节代谢疾病

爱好：足球、乒乓球

原文文献