沙棘来源细胞外囊泡通过aau-miR168/LBH/RUNX2通路促进骨再生的机制研究

本研究针对骨缺损修复的临床挑战，创新性地从沙棘中提取细胞外囊泡(SAEVs)，通过体内外实验证实其通过递送aau-miR168靶向抑制LBH基因，激活RUNX2通路促进骨髓间充质干细胞(BMSCs)成骨分化，显著加速小鼠股骨缺损修复。该研究为植物源性EVs在再生医学中的应用提供了新策略，相关成果发表于《Stem Cell Research》。

　　

骨骼再生医学的新突破：沙棘囊泡如何唤醒干细胞的修复潜能？

骨骼作为具有自我更新能力的器官，其修复能力在面对严重创伤、肿瘤切除等造成的大段缺损时往往力不从心。传统自体骨移植面临供体有限、免疫排斥等瓶颈，而合成骨替代材料又难以完美模拟天然骨的生物学特性。在这一背景下，植物来源的细胞外囊泡(P-EVs)因其低免疫原性、高生物相容性和成本优势，逐渐成为再生医学领域的新星。沙棘(Hippophae rhamnoides)作为传统药用植物，其果实富含黄酮类、多糖等活性成分，但关于其分泌的纳米级囊泡(SAEVs)的骨修复作用仍属空白。

上海交通大学医学院联合上海通用医院创伤中心的研究团队在《Stem Cell Research》发表重要成果，首次揭示SAEVs通过独特的aau-miR168/LBH/RUNX2分子轴促进骨再生的机制。研究人员采用差速离心法从沙棘果肉中分离SAEVs，通过透射电镜和动态光散射确认其粒径约190.3 nm的双层膜结构。为探究其治疗潜力，团队构建了小鼠股骨钻孔缺损模型，结合局部GelMA水凝胶缓释与口服给药双重策略，通过micro-CT、组织染色等多维度评估修复效果。同时运用小RNA测序、双荧光素酶报告系统等技术深入解析分子机制。

关键技术方法
研究采用梯度离心法从沙棘汁中分离SAEVs，通过DiD荧光标记示踪其在BMSCs中的内化过程。建立C57BL/6小鼠股骨缺损模型，分别给予SAEVs@GelMA局部注射和口服干预。通过IVIS活体成像分析囊泡体内分布，利用micro-CT量化骨密度(BMD)、骨体积分数(BV/TV)等参数。采用RNA-seq筛选差异基因，结合Target Finder预测miRNA靶点，最后通过构建LBH过表达载体验证aau-miR168的作用靶标。

SAEVs的分离鉴定与细胞摄取
电镜显示SAEVs呈现典型的双凹圆盘形态，动态光散射证实其粒径分布均匀。荧光标记实验发现BMSCs通过巨胞饮作用摄取SAEVs，且呈时间-剂量依赖性。当使用巨胞饮抑制剂EIPA处理时，囊泡内化效率显著降低，这为后续功能研究奠定了基础。

SAEVs促进骨缺损修复
在股骨缺损模型中，SAEVs@GelMA治疗组14天时即表现出显著的修复效果：micro-CT显示BV/TV提升41.3%，骨小梁数量(Tb.N)增加15.6%。组织学分析可见缺损区纤维软骨痂中新生骨成分显著增多。值得注意的是，口服补充SAEVs并未增强局部治疗效果，但全身给药未引起血常规指标异常，证实其生物安全性。

成骨分化调控机制
ALP和茜素红染色显示SAEVs剂量依赖性地增强BMSCs的矿化能力。RNA-seq发现Runx2表达显著上调，而小RNA测序揭示SAEVs富含aau-miR168等13种miRNAs。进一步实验证实aau-miR168通过结合LBH基因3'UTR解除其对Runx2启动子的抑制，从而激活成骨相关基因(OCN、COL1A1等)表达。这种调控关系在LBH过表达实验中得到反向验证：当强制表达LBH时，aau-miR168的成骨促进作用被显著抵消。

研究结论与展望
该研究首次阐明沙棘来源囊泡通过递送aau-miR168靶向调控LBH/RUNX2轴促进骨再生的分子机制。相较于干细胞外泌体，SAEVs具有原料易得（100g果肉可提取0.1g囊泡）、成本低廉（每克生产成本<26元人民币）等产业化优势。特别值得注意的是，GelMA缓释系统可实现SAEVs的16天持续释放，为临床转化提供了理想的给药载体策略。

这项研究不仅为植物EVs的跨物种调控机制提供了新证据，更开辟了"农业纳米药物"在骨再生领域的新路径。未来研究可进一步优化SAEVs的骨靶向递送效率，并探索其与其他生物活性成分（如沙棘黄酮）的协同作用，为骨质疏松、骨不连等疾病的治疗提供更经济的解决方案。