近日,欧洲杯竞猜平台附属第九人民医院口腔颅颌面科林开利、王旭东、江凌勇团队在《科学进步》杂志(《Science Advance》上发表题了“工程化细胞外囊泡靶向能量代谢调控衰老皮肤修复”(Energy metabolism as therapeutic target for aged wound repair by engineered extracellular vesicle)的研究论文,提出了靶向能量代谢调控衰老皮肤修复新思路,用于改善衰老创面的修复与再生能力。
随着年龄的增长,衰老细胞(SnCs)在组织中积累,主要通过衰老相关分泌表型(SASP)导致慢性炎症环境,进而影响创面的愈合过程。此外,SnCs具有DNA损伤、细胞周期阻滞、代谢变化、线粒体功能障碍和自噬减少的特征,这些衰老细胞表型的改变是衰老组织损伤修复能力受损的关键原因。
能量代谢,尤其是细胞内的三羧酸循环(TCA cycle)和氧化磷酸化(OXPHOS),对于细胞功能和组织修复至关重要。这些代谢过程可为细胞提供再生必需的能量(ATP),并参与维持细胞的生物合成和维持细胞的生物活性。在老化过程中,细胞的能量代谢可能会发生变化,导致能量产生减少,影响细胞的激活和修复能力。线粒体作为细胞内主要的能量生产工厂,其功能状态直接影响细胞的能量代谢。线粒体功能障碍会导致能量代谢的紊乱,并通过影响细胞周期和自噬等过程,促进细胞衰老。线粒体自噬(mitophagy)是一个清除受损线粒体的过程,对于维持线粒体质量和细胞健康状态至关重要。
EV是细胞释放的小囊泡,能够介导细胞间通讯,在细胞间传递信号分子,如蛋白质、RNA和线粒体等。研究团队提出了通过构建二甲双胍工程化EV,旨在改善老化皮肤组织中的能量代谢、重塑线粒体功能,并通过促进线粒体自噬(mitophagy)来清除受损的线粒体,从而恢复细胞的修复能力并促进衰老伤口愈合与缺损修复。
欧洲杯竞猜平台附属第九人民医院口腔颅颌面科林开利研究员、王旭东教授、江凌勇教授为论文的通讯作者,口腔颅颌面科在读博士生庄瑜为论文第一作者,口腔颅颌面科在读博士生蒋胜杰、邓晓灵为共同第一作者。
该研究在口腔数字化及遗传发育学实验室完成,获得国家口腔医学中心(上海)、国家口腔疾病临床医学研究中心、上海市口腔医学重点实验室的鼎力支持。
原文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adl0372
此外,口腔颅颌面科学术团队近年来围绕EV及其功能化调控组织修复与再生机制,开展了系列研究工作,如:团队指导大创学生开展了EV在关节软骨损伤修复中的应用探索研究(王旭东*、林开利*,Bioactive Materials, 2023;22:423-452. IF=18.9);探索了褪黑素工程化M2型巨噬细胞EV介导内质网应激和免疫重编程,修复牙周炎骨缺损(王旭东*、林开利*、毛丽霞*,Advanced Science, 2023;10:2302029. IF=15.1),功能化EV介导巨噬细胞重塑骨免疫微环境,激活Bmp2启动子促进骨再生(林开利*、江凌勇*,Advanced Healthcare Materials, 2024;13:202303681. IF=10),低氧功能化EV通过miR-210-3p/EFNA3/PI3K/AKT轴增强血管化骨再生效能(司家文*、林开利*、于洪波*,Acta Biomaterialia, 2022;150:413-426. IF=9.7);揭示了成骨诱导条件下BMSCs来源EV可通过激活Bmp/Smad1通路促进成骨的生物学机制(蔡卜磊*、林开利*、沈国芳*,Biomaterials, 2021;272:120718. IF=14);联合九院骨科、长征医院骨科,研究发现褪黑素功能化神经干细胞来源的EV调控巨噬细胞向M2型极化抗炎、激活神经干细胞分化,在小鼠脊髓损伤修复中发挥积极作用(林开利*、谢幼专*、陈雄生*,Chemical Engineering Journal, 2023;470:144121. IF=15.1)。
供稿人:口腔颅颌面科