《Biomaterials Advances》：Cornus officinalis-derived exosome-like nanovesicles alleviate osteoporosis by attenuating oxidative stress and improving bone homeostasis
编辑推荐：
•在骨质疏松症中，临床骨组织显示出氧化应激和NRF2/HO-1表达的降低。•CONVs首次从Cornus officinalis中分离出来，具有调节骨骼稳态的功能。•CONVs恢复了NRF2/HO-1相关的抗氧化信号传导，并减轻了线粒体的氧化应激。•口服CONVs改善了OVX诱导
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在骨质疏松症中，临床骨组织显示出氧化应激和NRF2/HO-1表达的降低。
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CONVs首次从Cornus officinalis中分离出来，具有调节骨骼稳态的功能。
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CONVs恢复了NRF2/HO-1相关的抗氧化信号传导，并减轻了线粒体的氧化应激。
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口服CONVs改善了OVX诱导的骨丢失，具有良好的生物安全性和骨骼分布特性。
引言
骨质疏松症（OP）是一种系统性的骨骼疾病，其特征是骨量减少和 trabecular 微结构的进行性恶化，导致骨脆弱性增加以及骨折风险显著升高，尤其是在髋部、脊柱和手腕 [1], [2]。随着全球人口老龄化以及绝经后雌激素缺乏现象的普及，OP已成为一个主要的公共卫生问题。越来越多的证据表明，氧化应激在OP的发病机制中起着关键作用 [3], [4]。在衰老过程中和绝经后，活性氧（ROS）的产生与内源性抗氧化防御系统之间的失衡导致骨组织中ROS过度积累 [5]。这些高水平的ROS损害线粒体功能，触发成骨细胞内的内在凋亡途径，并同时激活破骨细胞生成信号通路（如NF-κB和MAPK），从而增强破骨细胞的分化和吸收活性 [6], [7]。结果，骨形成与吸收之间的生理平衡被打破，导致净骨丢失。目前，已有几种药物可用于OP的管理，包括双膦酸盐、地诺单抗和选择性雌激素受体调节剂 [2], [8]。然而，这些药物的长期使用常常伴随着不良事件，如颌骨坏死、非典型股骨骨折和胃肠道不耐受，这严重限制了它们的临床应用和患者的依从性 [9], [10]。因此，迫切需要开发安全、有效且天然来源的替代品，能够调节氧化应激并恢复骨骼稳态，而不会产生严重的副作用。
Cornus officinalis在中医中已有两千多年的应用历史，尤其以其滋补肝肾、强健骨骼和肌腱的作用而闻名，这与其在治疗腰椎痛、下肢无力及骨质疏松性骨折等骨骼疾病中的传统应用相符 [11], [12]。近几十年来，现代药理学研究不仅验证了这些传统功效，还系统地对其生物活性成分进行了表征，包括环烯醚萜苷、单宁和黄酮类化合物 [11], [12], [13]。这些化合物表现出多种生物活性，如清除自由基、抑制炎症细胞因子的产生、抑制破骨细胞的生成同时促进成骨细胞的分化，从而共同增强了其抗骨质疏松的效果 [14], [15]。尽管有这些令人鼓舞的发现，但目前的临床和应用仍然主要依赖于简单的热水提取方法制备的粗果粉或传统水煎剂。这些传统方法存在多个固有缺点：许多关键活性成分的水溶性差、口服生物利用度低、在胃肠道和肝脏中迅速代谢清除，以及提取物的批次间差异性，这些都可能大大降低实际的治疗效果并妨碍精确给药。因此，探索新的递送策略（如基于纳米载体的系统或生物活性囊泡）至关重要，这些策略可以增强活性成分的稳定性、生物利用度和靶向分布，从而最大限度地发挥Cornus officinalis在骨质疏松管理中的作用。
植物来源的纳米囊泡（PDNVs）由于其高稳定性、低毒性和成本效益而成为有前景的治疗剂，与传统提取物相比，它们可以作为天然载体，提高生物活性化合物的细胞摄取 [16], [17], [18]。因此，利用纳米技术从Cornus officinalis中分离纳米囊泡是一种可行的策略，可以弥补传统草药使用的不足。在这项研究中，我们首先使用临床骨组织样本证实，骨质疏松骨表现出与氧化应激相关的生化改变，以及NRF2和HO-1表达的降低。随后，我们分离并表征了CONVs，并初步证明它们可以通过减轻线粒体氧化应激、抑制成骨细胞凋亡和调节骨形成与破骨细胞生成之间的平衡来改善骨骼稳态。进一步的发现表明，CONVs的保护作用与NRF2/HO-1相关抗氧化信号传导的恢复有关，为骨质疏松症的干预提供了一种潜在的治疗策略。实验设计的示意图见图1。
章节摘录
材料与试剂
Cornus officinalis来自中国山西。MC3T3-E1 成骨前体细胞（CRL-2593）和RAW264.7 巨噬细胞（TIB-71）购自美国典型培养物 kolec tion（ATCC）。Rotenone购自REAGENT（杭州，中国），ML385购自MedChemExpress（MCE，上海，中国）。ROS 测定试剂盒、抗酒石酸磷酸酶（TRAP）染色试剂盒、茜素红 S（ARS）染色试剂盒、碱性磷酸酶（ALP）染色试剂盒、过氧化氢酶（CAT）活性测定试剂盒等。
临床骨组织分析结果
如图所示，骨质疏松骨组织表现出明显的骨重建失衡，其特征是骨形成显著减少，同时骨吸收增加（图1A）。这种骨骼稳态的破坏被认为是骨质疏松症的标志 [1]。鉴于先前的研究已经证实氧化应激与骨质疏松症发病机制之间的密切关联 [3], [24]，我们进行了拉曼光谱分析以评估氧化
结论
在本研究中，我们从药用植物Cornus officinalis中成功分离出了类似外泌体的纳米囊泡（CONVs），并使用细胞和动物模型全面评估了其对骨质疏松症的治疗潜力。我们的研究发现，CONVs具有优异的生物安全性，表现在良好的细胞相容性、血液相容性以及体内组织病理学和血清生化评估结果。
CRediT 作者贡献声明
Hongzhong Xi：撰写 – 原初草稿，研究。Su Yan：撰写 – 原初草稿，研究。Yujiang Liu：撰写 – 原初草稿，研究。Yixuan Huang：数据验证，数据管理。Feifei Gao：数据可视化。Yang Chen：数据可视化。Jiahao Fu：撰写 – 审稿与编辑，监督，方法学。Hao Chen：撰写 – 审稿与编辑，监督，方法学。
致谢
本研究工作未获得任何国家、省级、市级或机构的研究基金、拨款或研究项目的资助。所有实验成本和材料费用均由作者自筹。我们衷心感谢部门提供的实验平台。
我们希望修订后的手稿符合期刊的要求。
Hongzhong Xi|Su Yan|Yujiang Liu|Yixuan Huang|Feifei Gao|Yang Chen|Jiahao Fu|Hao Chen
