《Frontiers in Cell and Developmental Biology》：Biomechanical strain alters the microRNA cargo of primary myogenic cell-derived extracellular vesicles associated with a differentiation phenotype
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细胞外囊泡(EVs)是膜结合囊泡，通过转运包括RNA、蛋白质和脂质在内的细胞货物来调节细胞间信号传导。近年来，EVs已成为用于肌肉骨骼修复的有前景的生物治疗制剂，可重现间充质基质细胞的许多益处。然而，增强EVs治疗潜力的策略仍然有限。在此，研究人员探讨了循环机
细胞外囊泡(EVs)是膜结合囊泡，通过转运包括RNA、蛋白质和脂质在内的细胞货物来调节细胞间信号传导。近年来，EVs已成为用于肌肉骨骼修复的有前景的生物治疗制剂，可重现间充质基质细胞的许多益处。然而，增强EVs治疗潜力的策略仍然有限。在此，研究人员探讨了循环机械应变如何影响原代C57BL/6小鼠肌源性细胞产生的EVs的microRNA(miRNA)货物和功能。具体而言，研究人员旨在确定生物力学应变方案如何改变肌源性EVs货物并调节受体成肌细胞的转录组。研究人员将miR-222鉴定为一种在低应变长持续时间(LSLD)机械应变EVs中相对于Static EVs和高应变短持续时间(HSSD) EVs显著且选择性富集的miRNA。经LSLD EVs处理的受体原代成肌细胞表现出明显的转录组变化，其特征为在LSLD EV处理后24 h和72 h，分别与miR-222-5p和miR-222-3p相关的下调预测靶基因在统计学上显著过度代表。这一转录组转变与受体成肌细胞中肌球蛋白重链(MyHC)表达的增加相关。综上所述，这些发现表明生物力学应变调节肌源性EVs内miRNAs的包装，并且LSLD EV递送与受体成肌细胞中分化相关表型相关。这项工作为未来利用生物力学线索调节EVs货物以用于肌肉修复和再生的潜在治疗应用奠定了基础。
**论文解读**
**一、研究背景**
细胞外囊泡(extracellular vesicles, EVs)是细胞分泌的膜结合纳米颗粒，通过转运RNA、蛋白质和脂质等生物活性货物介导细胞间通讯。近年来，EVs作为肌肉骨骼修复的再生治疗制剂展现出广阔前景，可部分重现间充质基质细胞的治疗益处。然而，EVs的治疗效果迄今仍然有限，最佳的生产培养条件尚未明确。外部信号可影响EVs货物组成：炎症、辐射和细胞衰老等应激因素可调节EVs货物从而对组织修复产生负面影响；运动等有利刺激则可能改善EVs的再生特性。运动过程中的机械负荷因运动模式不同而有显著差异：持续低强度负荷是耐力运动的特点，而间歇性高强度负荷则见于抗阻和高强度运动。这些负荷模式激活重叠但不同的胞内信号通路，调节骨骼肌对运动的适应，并已证明可影响EVs的释放。前期研究在C2C12成肌细胞系中证实机械应变可改变EVs的miRNA货物，调节参与肌肉生长、修复和再生的信号通路。然而，C2C12作为转化且长期传代的细胞系可能无法准确再现原代成肌细胞来源的EVs，也不适合治疗应用。原代成肌细胞则提供了更具临床相关性和免疫相容性的EVs来源。因此，本研究旨在探讨循环机械应变方案是否影响原代肌源性祖细胞来源EVs的miRNA货物，以及所得EVs是否影响受体成肌细胞的转录组。
**二、研究内容与结论**
研究人员从13周龄雌性C57BL/6小鼠后肢肌肉中分离原代肌源性细胞，利用FlexCell FX-6000张力生物反应器施加两种循环张力方案：低应变长持续时间(LSLD)方案（0%–15%应变、0.5 Hz、持续24小时）和高应变短持续时间(HSSD)方案（12%–22%应变、1 Hz、10分钟循环后休息50分钟，重复24小时），以Static（无应变）组作为对照，收集EVs并进行小RNA测序及受体成肌细胞mRNA测序。该研究发表在《Frontiers in Cell and Developmental Biology》期刊上。
**三、主要技术方法**
研究采用的主要技术方法包括：原代肌源性细胞分离与鉴定（免疫荧光检测肌球蛋白重链(MyHC)、观察自发收缩）；EVs分离与表征（超滤、尺寸排阻色谱(SEC)、超速离心结合纳米颗粒追踪分析(NTA)、透射电镜(TEM)、流式细胞术检测CD81）；小RNA测序和mRNA测序；miRNA靶基因预测与基因本体(GO)富集分析（miRDB、GOrilla、DIANA Tools mirPath）；氘标记DNA合成测定评估细胞增殖；免疫荧光染色评估MyHC表达以评估肌管分化。样本来源为13周龄雌性
