具有增强酶模拟活性的膜包覆普鲁士蓝纳米复合物，通过减少成骨前体细胞衰老及巨噬细胞炎症来缓解老年性骨质疏松症

《Journal of Nanobiotechnology》：Membrane-coated Prussian blue nanocomplex with enhanced enzyme-mimic activity alleviates senile osteoporosis by reducing osteoprogenitor cell senescence and macrophage inflammation

　　

摘要

老年性骨质疏松症是一种与年龄相关的慢性骨骼疾病，其特征为骨量逐渐流失且骨折风险高。其发病机制与过量的活性氧、成骨前体细胞衰老以及巨噬细胞炎症有关。普鲁士蓝纳米酶具有对抗老年性骨质疏松症的抗氧化潜力，但由于靶向性差、在体内的循环时间短以及作用机制不明确，难以应用于临床。本研究制备了经过柠檬酸修饰并包裹巨噬细胞膜的普鲁士蓝纳米酶（M@CPB），用于针对老年性骨质疏松症进行治疗，并阐明了其作用机制。与普通普鲁士蓝纳米酶相比，巨噬细胞膜涂层使M@CPB在血液中的半衰期延长1.47倍，其在骨组织中的积累程度提高3.09倍。在体外实验中，M@CPB能够将O??的生成量降低42.17%，清除H₂O₂的能力提高22.38%，同时减少成骨前体细胞衰老，促进M1型巨噬细胞向M2型转变，还将核因子-κB受体激活剂配体（RANKL）和肿瘤坏死因子-α的分泌量分别降至模型组的47.41%和53.10%。在体内实验中，与患有老年性骨质疏松症的小鼠相比，M@CPB使骨体积与组织体积的比例提高3.83倍，有效改善了骨量流失、运动功能障碍以及类似抑郁的行为表现。总体而言，M@CPB通过干预活性氧-细胞衰老-炎症这一病理轴并平衡骨重塑过程，为治疗老年性骨质疏松症以及其他可能与年龄相关的疾病提供了新的策略。

图形摘要

老年性骨质疏松症是一种与年龄相关的慢性骨骼疾病，其特征为骨量逐渐流失且骨折风险高。其发病机制与过量的活性氧、成骨前体细胞衰老以及巨噬细胞炎症有关。普鲁士蓝纳米酶具有对抗老年性骨质疏松症的抗氧化潜力，但由于靶向性差、在体内的循环时间短以及作用机制不明确，难以应用于临床。本研究制备了经过柠檬酸修饰并包裹巨噬细胞膜的普鲁士蓝纳米酶（M@CPB），用于针对老年性骨质疏松症进行治疗，并阐明了其作用机制。与普通普鲁士蓝纳米酶相比，巨噬细胞膜涂层使M@CPB在血液中的半衰期延长1.47倍，其在骨组织中的积累程度提高3.09倍。在体外实验中，M@CPB能够将O??的生成量降低42.17%，清除H₂O₂的能力提高22.38%，同时减少成骨前体细胞衰老，促进M1型巨噬细胞向M2型转变，还将核因子-κB受体激活剂配体（RANKL）和肿瘤坏死因子-α的分泌量分别降至模型组的47.41%和53.10%。在体内实验中，与患有老年性骨质疏松症的小鼠相比，M@CPB使骨体积与组织体积的比例提高3.83倍，有效改善了骨量流失、运动功能障碍以及类似抑郁的行为表现。总体而言，M@CPB通过干预活性氧-细胞衰老-炎症这一病理轴并平衡骨重塑过程，为治疗老年性骨质疏松症以及其他可能与年龄相关的疾病提供了新的策略。

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