Periodontal Res：牙周细胞源性细胞外囊泡对间充质细胞功能的影响

骨再生是一个重要的生物过程，涉及刺激间充质干细胞(MSCs)参与成骨，生物工程MSCs的主要目标是在经历损伤、创伤或疾病后恢复骨骼的结构和功能，各种方法，包括引导骨再生、骨移植、细胞治疗和使用生长因子或其他生物分子(即细胞外囊泡)。可以用来促进骨再生。在细胞治疗中，牙周韧带细胞(pdlc)、牙槽骨源性成骨细胞(OBs)和牙龈成纤维细胞(GFs)等几种牙周细胞已被证明在骨再生中起重要作用。研究表明，pdlc、OBs、GFs和骨髓或脂肪来源的MSCs能够通过增强成骨分化来促进骨组织再生。然而，由于缺乏自体细胞来源和细胞治疗的长期风险，细胞治疗受到阻碍。因此，研究替代的“无细胞”刺激(如细胞外囊泡)促进骨再生和成骨分化是必要的。

细胞外囊泡(EVs)是一种天然的生物纳米颗粒，含有来自亲本细胞的生物信息，几乎所有细胞类型都能分泌。就其被细胞吸收和其货物调节受体细胞命运的潜力而言，电动汽车具有重要意义。根据其生物发生机制，将EV分为凋亡小体、微囊泡和外泌体，后者也称为小EV (sEV)。目前大多数关于牙周再生的研究都集中在由pdlc和GFs或牙龈间充质干细胞(GMSCs)分泌的外泌体(sev)上。研究表明，从骨髓间充质干细胞(BMSCs)、GMSCs1和PDLCs中提取的sev在体外和体内骨再生中表现出更高的成骨和抗炎能力。然而，很少有研究调查了牙槽骨源性成骨细胞产生的EV的再生潜力，以及hpdlc - ev、hGFs- ev和hOBs- ev对人颊脂肪垫-间充质间质细胞(hBFP- MSCs，最近发现的口腔内多能MSCs来源)分化命运的影响。BFP- MSCs具有与骨髓或脂肪组织来源的MSCs相似的特征，并且具有易于从高度丰富的口腔内组织来源获取的额外好处，并且在提取后的不适最小。因此，hBFP- MSCs是用于骨再生的细胞疗法或基于细胞的口腔生物工程疗法的有吸引力的来源，EV是在植入前促进血统特异性分化的潜在策略(例如，来自hPDLCs的sev驱动细胞成骨分化。然而，来自人原代pdlc、GFs和OBs的三种EV亚型(凋亡小体、微泡和sev)对BFP- MSCs的增殖和迁移以及成骨和成脂潜能的影响尚不清楚。

方法与材料:分别用2600、16000 g离心分离机分离细胞凋亡小体和微泡。小EV - sEV通过我们的内部粒径排除色谱(SEC)富集。在BFP- MSCs中分析ev摄取后的细胞摄取、增殖、迁移和成骨/脂肪分化基因。

结果:三种EV亚型在形态学、颗粒大小和EV相关蛋白CD9表达上均有显著差异。在BFP- MSCs中观察到三种ev亚型的细胞摄取长达7天。来自三个牙周细胞的sEV促进了增殖、迁移和成骨基因的表达。与hpdlc - sEV和hGFs- sEV相比，hOBs- sEV显示出更高水平的成骨标志物，而与hpdlc和hGFs相比，hOBs- 16k EV促进了脂肪生成基因的表达。

牙周细胞源性EVs的特征。(A - C) 25份hPDLCssEV (A)、hOBs- sEV (B)和hGFs- sEV (C)的sEV颗粒和蛋白定量，采用NTA和BCA测定。馏分7 - 14是sEV富集馏分，合并在一起用于进一步的实验。(D - G) EV模式(D)、EV颗粒(E)、蛋白(F)和EV颗粒每μg蛋白(G)的EV纯度(* vs PDL- 2.6k EV);# vs OB- 2.6k EV。(H)每种细胞类型中每种亚型的电动汽车占总电动汽车的百分比。****p < 0.0001 vs . 2.6k EV。(D - G)中的三个点表示三个供体。

结论:我们的概念验证数据表明hOBs- sEV可能是骨组织工程的一种替代的无细胞治疗方法。

原始出处：

Han P,  Johnson N,  Abdal-Hay A,Effects of periodontal cells-derived extracellular vesicles on mesenchymal stromal cell function.J Periodontal Res 2023 Aug 21;