Science advances
2026-06-19
Aptamery-funkcjonalizowane pęcherzyki apoptotyczne łagodzą chorobę zwyrodnieniową stawów poprzez przywrócenie mitochondrialnego OXPHOS chondrocytów
Aptamer-functionalized apoptotic vesicles ameliorate osteoarthritis via resuming mitochondria OXPHOS of chondrocytes.
Recenzja AI
Cel badania
Celem badania było opracowanie nowej terapii dla choroby zwyrodnieniowej stawów (OA) poprzez wykorzystanie pęcherzyków apoptotycznych funkcjonalizowanych aptamerami, które poprawiają metabolizm mitochondrialny chondrocytów.
Metoda
Badacze zastosowali reakcję Schiffs'a do funkcjonalizacji pęcherzyków apoptotycznych (apoVs) aptamerem tgg2 oraz stworzyli system uwalniania sustained-release oparty na hydrogelu kwasu hialuronowego metakryloilowego (HAMA).
Wyniki
Wyniki wykazały, że tgg2@apoVs znacząco zwiększają syntezę macierzy pozakomórkowej chondrocytów oraz poprawiają mitochondrialne OXPHOS w badaniach in vitro, a ich zastosowanie w modelach in vivo znacznie łagodzi objawy OA.
Znaczenie dla praktyki
Opracowany system tgg2@apoVs stanowi obiecującą, kosztowo efektywną metodę leczenia OA, a zrozumienie mechanizmów molekularnych poprawy metabolizmu energetycznego chondrocytów może mieć szersze zastosowanie w terapii chorób związanych z metabolizmem energetycznym.
Abstrakt oryginalny
Emerging evidence suggests that osteoarthritis (OA) progression is critically associated with disruptions of cartilage matrix homeostasis caused by mitochondrial impairment in chondrocytes. Apoptotic vesicles (apoVs) derived from mesenchymal stem cells (MSCs) have exhibited great therapeutic promising for tissue regeneration and osteoarticular diseases. However, their poor ability targeting chondrocytes and short-time retention in joint cavity hinder further clinical translation. As a chemically synthesized nucleic acid, aptamer tgg2 demonstrated a robust specificity binding with chondrocytes. In this study, our team successfully functionalized apoVs with tgg2 (tgg2@apoVs) via Schiff base reaction with high conjugation efficiency and fabricated an injectable sustained-release system based on hyaluronic acid methacryloyl (HAMA) hydrogels. tgg2@apoVs significantly promoted chondrocyte extracellular matrix synthesis and improved mitochondrial oxidative phosphorylation (OXPHOS) in vitro. The HAMA injectable hydrogels compounded with tgg2@apoVs remarkedly alleviated OA symptoms in vivo. The potential molecular mechanism of apoVs' improvement in mitochondrial energy metabolism of chondrocytes is preliminarily investigated. Specifically, apoVs activate transcriptional factor Yin Yang 1 (YY1) to up-regulate the expression of Cox7c, a key subunit of complex IV in electron transport chain, thereby augmenting mitochondrial OXPHOS. In conclusion, the tgg2@apoVs' sustained-release system provides a cost-effective solution for OA treatment, and the elucidation of the molecular mechanism underlying apoVs' enhancement of chondrocyte OXPHOS offers insights for broader applications in energy metabolism-related diseases.