石嘴山锚索厂 怎样利器用有疫调养作用铕掺杂羟基磷灰石纳米棒齐备软骨诞生?

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骨要害（OA）是种大众的退行要害病，以软骨退化和骨下骨重塑为主要特征。当今，疗OA的门径法主要限于缓解痛苦和终的要害置换手术，这些法只可缓解症状，而法干扰的发病经过。此外，由于要害软骨的自我诞生时刻差，相配是在症条目下，软骨和骨下骨的同期重建是难上加难。因此，研发出冒失在症环境下同期促进软骨和骨下骨再生的翻新战略，关于有疗OA至关遑急。

本期，EFL以发表在杂志《Chemical Engineering Journal》上的“Bio-functional immunomodulatory europium-doped hydroxyapatite nanorods for osteochondral repair via CDH5-RAS-RAF-MEK-ERK-CSF1 axis”。该酌量设备了种掺杂铕的羟基磷灰石（Eu-HAp）纳米棒，用于疗OA并同期诞生软骨和骨下骨挫伤。这种纳米棒通过调养症响应并局部疫微环境来促进软骨和骨下骨的再生。酌量走漏，Eu-HAp纳米棒不错有阻止症，通过激活CDH5-RAS-RAF-MEK-ERK-CSF1信号传旅途，调养宏不雅疫细胞的行为，促使其向抗（M2型）表型转念。这机制增强了软骨细胞和骨髓间充质干细胞（BMSCs）的再生时刻，且在后续动物模子中将Eu-Hap纳米棒与GelMA水凝胶复后，权贵提了体内要害软骨的诞生果。

1. 本文的Eu-HAp纳米棒是怎样制备的？

（1）成HAp纳米棒：

先，将5克1-十八烷胺融解于40ml油酸中，并加热搅动。接着，进取述混物中加入160ml对酒精、70ml0.28 M的硝酸钙（Ca(NO3)2）、14ml0.28 M的氟化钠（NaF）、和70ml0.168 M的磷酸钠（Na3PO4），连接搅动约10min。后，将统共这个词溶液放入压釜中，在180°C下响应12h，制得HAp纳米棒。

（2）制备掺杂铕的HAp纳米棒（Eu-HAp）：

在制备HAp的基础上，向混物中稀疏加入2.8ml 0.28 M的硝酸铕（Eu(NO3)3），以齐备铕的掺杂。掺杂铕的HAp纳米棒也在相通条目下通过水热法成，以确保铕元素的均匀漫步。

2. 怎样通过CDH5-RAS-RAF-MEK-ERK-CSF1轴阶梯的生物疫调养铕掺杂羟基磷灰石纳米棒齐备软骨诞生？

（1）酌量暗示图

图1 Eu-HAp纳米棒介的骨软骨缺损诞生的疫调养机制暗示图

（2） HAp和Eu-HAp纳米棒的制备与表征

在这项酌量中，使用水热法成了Eu-HAp纳米棒。透射电子显微镜（TEM）走漏纳米棒形式均匀，长度为80至120纳米，宽度为5至10纳米。X射线衍射（XRD）恶果标明，Eu3+掺杂并未蜕变HAp的结构。傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析走漏，HAp和Eu-HAp纳米棒在3430 cm−1处有–OH基团，1446和1557 cm−1处走漏油酸的羧基，2925和2851 cm−1处走漏CH2的伸缩振动。元素映射考据了Ca、O和P的存在，Eu3+均匀漫步在Eu-HAp纳米棒中。电感耦等离子体光辐照光谱分析走漏，Eu3+在HAp纳米棒中的内容掺杂浓度为5.1摩尔百分比，且在PBS中逐渐开释。此外，Eu3+在细胞共培养时也能开释，标明Eu-HAp纳米棒在组织诞生中可能阐扬调养作用。

图2 HAp和Eu-HAp纳米棒的制备与表征

（3）Eu-HAp纳米棒在生理和病理条目下介软骨细胞表型

之后，酌量评估了Eu-HAp纳米棒对软骨细胞的影响。履行恶果走漏，5 μg/ml的Eu-HAp权贵促进了软骨基质成，mRNA水平的ACAN、COLII和SOX9权贵上调。疫荧光履行标明，使用5 μg/ml Eu-HAp纳米棒培养的软骨细胞中COLII和SOX9的抒发权贵增多。随后，辩论了HAp和Eu-HAp纳米棒在症环境中对软骨细胞的影响。RT-qPCR分析走漏，Eu-HAp纳米棒孵育冒失止软骨基质降解。此外，Eu-HAp纳米棒处理还收复了IL-1β刺激引起的COLII和SOX9卵白抒发的下调。这些恶果考据了Eu-HAp纳米棒在肤浅和极端条目下对软骨细胞的积调养作用。

图3 Eu-HAp纳米棒在生理和病理条目下介软骨细胞表型

（4）Eu-HAp纳米棒促进BMSC成骨

酌量发现，Eu-HAp纳米棒在促进BMSC成骨经过中阐扬出权贵果。评估了COLI、BMP2、RUNX2、ALP、OCN和OSX等成骨分化记号物的抒发。恶果走漏，与对照组比拟，HAp和Eu-HAp纳米棒均能促进BMSC成骨，且以5 μg/ml浓度的Eu-HAp果佳。ALP染履行标明，5 μg/ml Eu-HAp纳米棒处理的BMSC染密度，走漏成骨活强。定量ALP活测试恶果致，Eu-HAp处理组的ALP活权贵于其他组。ARS染恶果也证明了5 μg/ml Eu-HAp纳米棒的成骨促进果为昭彰。这些恶果标明，钢绞线厂家5 μg/ml Eu-HAp纳米棒权贵增强了BMSC的成骨分化和活，显走漏其在促进骨再生面的后劲。

图4 Eu-HAp纳米棒促进BMSC成骨石嘴山锚索厂

（5）Eu-HAp纳米棒的疫调养作用

酌量卓越探索了Eu-HAp纳米棒对巨噬细胞表型的疫调养作用。测试走漏，0至5 μg/ml浓度的Eu-HAp纳米棒对RAW264.7巨噬细胞毒。酌量发现，处理后的巨噬细胞中M2型象征（如IL-4, IL-10, CD163等）权贵增多，而M1型象征权贵变化。疫荧光染和RT-qPCR分析卓越阐发Eu-HAp纳米棒促进了M2型化，指出Eu-HAp纳米棒通过调养先天疫来阐扬作用。

图5 Eu-HAp纳米棒合营巨噬细胞化为M2亚型

（6）先天疫参与了Eu-HAp介的生物经过

Eu-HAp纳米棒能通过调养巨噬细胞促进组织诞生。从处理后的RAW264.7细胞中取得的培养基（CM）用于培养原代细胞，发现Eu-HAp-Raw-CM不错升迁ACAN、COLII和SOX9的mRNA水平，并增强COLII卵白抒发。履行还发现Eu-HAp纳米棒通过疫调养促进软骨诞生和BMSCs的成骨作用。为卓越探究Eu3+离子的作用，使用Europium门径溶液制备含Eu3+的培养基（Europium门径溶液是种含有特定浓度的Europium（Eu）元素的化学溶液，时常用于科学酌量和工业诳骗中手脚参考或校准用途。），并发现这种培养基能在症环境下促进软骨生成和BMSCs成骨。这些恶果标明，Eu-HAp纳米棒的组织诞生果主要由开释的Eu3+离子驱动。

图6 Eu-HAp纳米棒通过介巨噬细胞来阐扬其生物学

（7）Eu-HAp纳米棒的疫调养作用机制

为探索Eu-HAp纳米棒的分子作用机制，通过RNA测序分析发现了22个潜在主见基因，相配宽恕了细胞名义象征CDH5。实考据实Eu-HAp纳米棒能激活CDH5，请示这些纳米棒可能通过CDH5与巨噬细胞结。此外，履行发现Eu-HAp纳米棒能增强促进组织再生的CSF1抒发。生物信息学分析揭示，这些调养与RAS/RAF/MEK/ERK信号通路有关，使用RAS通路阻止剂索拉非尼考据了这点，处理后CSF1的激活和巨噬细胞的M2化被阻止。这些发现标明，Eu-HAp纳米棒通过激活RAS通路并促进CSF1分泌来调养巨噬细胞行为，进而影响细胞，促进组织诞生和再生。

图7 Eu-HAp介的组织诞生的生物学机制

（8）Eu-HAp纳米棒的生物学应依赖于CSF1

为了入考据CSF1在Eu-HAp纳米棒对软骨细胞和BMSCs调养作用中的，酌量中添加了针对CSF1的中庸抗体（anti-CSF1）与Eu-HAp纳米棒共同作用，用于共培养酌量。恶果标明，CSF1的中庸权贵平缓了Eu-HAp对软骨细胞的故意果，论是在生理还是病理条目下。此外，anti-CSF1也摒除了Eu-HAp通过疫调养巨噬细胞所介的对BMSCs成骨作用的促进果。这些恶果有劲地证明了Eu-HAp纳米棒通过调养巨噬细胞M2化内源产生CSF1，从而终促进软骨生成和骨生成。

图8 Eu-HAp纳米棒运行的巨噬细胞通过CSF1介软骨细胞和BMSCs

（9）Eu-HAp纳米棒在体内缓解OA的进展

为了评估Eu-HAp纳米棒对OA的果，选择前交叉韧带割断（ACLT）诱的OA模子。疗组大鼠畅达四周打针5 μg/ml的HAp或Eu-HAp纳米棒。组织学染走漏，ACLT + Eu-HAp组软骨诞生较好，疫荧光染走漏COLII和SOX9卵白抒发收复。疫组化染走漏ACLT + Eu-HAp组中CD206和Arg1的激活，考据了其疫调养作用。这标明Eu-HAp纳米棒通过调养巨噬细胞促进组织再生。

图9 Eu-HAp纳米棒在体内缓解OA的进展

（10）骨软骨缺损诞生的体内评价

基于先前酌量，选拔0.5浓度的纳米棒进行体内履行。GelMA基水凝胶具细致可打针和海绵状多孔结构，添加HAp或Eu-HAp纳米棒未权贵蜕变其多孔质。在体内骨软骨弱势模子中，小型CT评估走漏，终局组和GelMA组诞生较少，而GelMA/HAp和GelMA/Eu-HAp组走漏骨再生，尤其是GelMA/Eu-HAp组。有关参数如BV/TV、BMD等均权贵。组织学染走漏终局组和GelMA组软骨艰涩昭彰，而GelMA/HAp和GelMA/Eu-HAp组有再生组织，且GelMA/Eu-HAp组诞生果佳。疫荧光检测走漏，GelMA/Eu-HAp处理提了COLII和SOX9的染强度。履行考据了GelMA/Eu-HAp复水凝胶在骨软骨弱势诞生中的佳果，并揭示了其疫调养机制。

图10 使用GelMA/Eu-HAp复水凝胶诞生体内骨软骨缺损

3. 本文的翻新点

本文的翻新点在于展示了Eu-HAp纳米棒的双腾达物活，不仅促进BMSCs的成骨作用，还通过疫调养促进软骨诞生。酌量揭示了Eu-HAp纳米棒通过靶向CDH5并激活RAS/RAF/MEK/ERK信号通路来调养巨噬细胞M2化，进而增强CSF1分泌，从而调控软骨细胞和BMSCs的生物。此外，在体内履行中使用了GelMA基水凝胶，相配是GelMA/Eu-HAp复水凝胶，展示了其在骨软骨弱势诞生中的异果，并通过系列体表里履行考据了其权贵的组织诞生时刻。

4. 转头

本酌量系统地评估了Eu-HAp纳米棒在促进BMSCs成骨和软骨诞生中的作用。酌量发现石嘴山锚索厂，Eu-HAp纳米棒通过调养巨噬细胞M2化并增强CSF1分泌，权贵促进了软骨细胞和BMSCs的生物。此外，设备的Eu-HAp/GelMA复水凝胶在体内骨软骨弱势诞生中显走漏越能。这些恶果为Eu-HAp纳米材料在再生医学中的诳骗提供了新的想路，并为疗症引起的复缺损提供了潜在措置案。