摘要
本研究旨在探究二氧化钛纳米管阵列(NTs)表面诱导骨髓间充质干细胞(BMSCs)产生迁移体(Migs)的能力,分析Migs内容物组成,并评估其在骨代谢过程中招募再生细胞和促进成骨的作用。
通过不同电压阳极氧化在纯钛表面制备出具有不同尺寸的纳米管。使用扫描电镜和超分辨显微镜观察BMSCs在NTs表面Migs的形成情况,并通过蛋白质组学等实验分析其内容物。采用Transwell等实验,体外验证Migs对BMSCs、和巨噬细胞(RAW264.7)的趋化与调控功能。构建负载Migs复合水凝胶的大鼠皮下植入模型,通过显微CT、组化荧光等染色评估其体内细胞招募及异位成骨能力。
5V电压下制备的NTs表面诱导Migs形成效果最佳,且与整合素α5的高表达相关。Migs中显著富集趋化因子CXCL12和CCL2。体外实验表明,Migs可通过CXCL12/CXCR4轴有效趋化BMSCs,通过CCL2/CCR2轴趋化RAW264.7;同时,其被吞噬后能直接促进BMSCs的成骨分化、和RAW264.7向M2抗炎表型极化。体内实验显示,负载Migs的支架能显著招募更多CD90+和CD31+细胞,并在植入2周和4周后明显促进新骨形成,新生骨组织中CD163、CD31和成骨标志物OSX表达上调。
NTs表面可通过上调ITGA5诱导BMSCs产生富含趋化因子的Migs。这些Migs兼具强大的细胞招募能力和直接促进成骨、血管生成及免疫调节的功能,为骨再生提供了一种新型的治疗性细胞外囊泡方法。
