利用PBM（光动力疗法）、干细胞以及hMPMS（羟基甲基磷灰石矿物支架），通过miR-21/RUNX2轴实现骨质疏松性骨缺损的协同修复

《Cell Biochemistry and Biophysics》：Synergistic Regeneration of Osteoporotic Bone Defects Using PBM, Stem Cells, and hMPMS Scaffolds Via the miR-21/RUNX2 Axis

绝经后骨质疏松大鼠模型中，联合应用光生物调节（PBM）、预 conditioned脂肪干细胞（ADSCs）和脱细胞胎盘基质支架（hDMPMS）可显著提升临界大小股骨缺损（CSFD）的骨再生效果，机械强度、骨密度及miR-21/RUNX2骨形成轴相关表达最高见于联合治疗组。

　　

摘要

绝经后骨质疏松会损害骨骼再生能力，增加骨折不愈合的风险，这凸显了开发更有效再生策略的必要性。在本研究中，我们探讨了一种联合疗法的再生效果，该疗法包括光生物调节（PBM）、预处理的脂肪源性干细胞（ADSCs）以及人去细胞化和矿化的胎盘基质支架（hDMPMS），应用于患有卵巢切除诱导的骨质疏松（OVX）且股骨存在临界大小缺损（CSFD）的大鼠。我们在30只OVX大鼠的左右股骨远端干骺端手术制造了临界大小的股骨缺损（CSFD）。在制造缺损后，将hDMPMS植入每个缺损部位。随后将大鼠随机分为五组（每组6只）：（1）对照组；（2）仅使用支架；（3）支架+细胞；（4）支架+PBM（810纳米，1.2焦耳/平方厘米）；（5）支架+细胞+PBM。治疗八周后，采集左股骨的缺损部位样本，进行机械压缩测试、骨密度测量以及基因表达和组织学分析。单因素方差分析显示，与对照组相比，所有治疗组在生物力学强度、组织学参数和骨密度方面均有显著改善（P<0.001）。其中，联合治疗组（细胞+PBM）在所有评估参数上表现出最大的增强效果。基因表达分析显示，所有治疗组中miR-21和RUNX2的水平均升高，其中联合治疗组的表达水平最高。数据表明，使用hDMPMS、经PBM预处理的ADSCs和PBM的联合疗法显著促进了骨质疏松性CSFD的骨修复。这种效应至少部分是通过调节骨重塑过程和激活miR-21/RUNX2成骨轴来实现的。