由具有稳态表型的骨髓间充质干细胞（BMSC）产生的小型细胞外囊泡通过转移抗衰老因子JMJD6来促进骨骼再生

《Journal of Nanobiotechnology》：Small extracellular vesicles produced by homeostatic phenotype BMSC promote bone regeneration by transferring anti-senescent factor JMJD6

骨髓间充质干细胞（BMSCs）微环境模拟培养系统通过维持细胞稳态延缓衰老，显著提升其来源小外泌体（sEVs）的骨生成效能，并揭示JMJD6通过Wnt通路调控细胞衰老及骨生成的关键作用。

　　

摘要

细胞外囊泡（EVs）的治疗效果取决于其供体细胞的状态。骨髓间充质干细胞（BMSCs）的细胞衰老会显著改变其细胞分泌组，从而极大地影响BMSCs及其衍生的EVs的成骨能力。干细胞倾向于维持一种稳态的自我更新状态，以减轻由外部干扰引起的衰老和干细胞特性丧失，但这种状态在EV的产生过程中是不可避免的。在本研究中，为了避免体外培养导致的BMSCs衰老并提高BMSCs衍生的小细胞外囊泡（sEVs）的成骨效果，我们建立了一种模拟微环境的（NM）培养系统，以维持细胞稳态，从而显著延缓了体外培养中的干细胞衰老。单细胞转录组分析显示，NM培养显著增强了与稳态相关的基因的表达水平。随后我们发现，由处于稳态状态的BMSCs产生的sEVs在促进成骨和修复骨缺损方面表现出比传统单层培养的BMSCs更强的效果。通过多组学分析，我们发现sEVs的“运输效应”，发现关键的与稳态相关的基因（包括JMJD6、LIF、CYP19A1和LAMA1）在整个过程中均发挥作用，从而定义了BMSC的“稳态表型”。在sEVs中鉴定出的与稳态相关的基因中，JMJD6是一个关键基因，它具有抗衰老特性，并通过Wnt通路促进BMSCs的成骨。本研究通过维持供体细胞的细胞稳态，优化了基于干细胞的EV疗法的生产过程，延缓了细胞衰老并增强了EVs的成骨效果；JMJD6是一个关键的与稳态相关的基因，它调控着BMSCs的细胞衰老和成骨过程。

图形摘要