Micro CT在工程植物病毒與調(diào)節(jié)劑骨靶向治療骨質(zhì)疏松癥的應(yīng)用

文獻(xiàn)信息
近日，四川大學(xué)華西口腔醫(yī)院口腔疾病國(guó)家臨床研究中心，口腔疾病國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究成果“Engineered Plant Virus Complexes with a RANK Motif Modulator and Bone Targeting for Osteoporosis Treatment (工程植物病毒復(fù)合物與RANK Motif調(diào)節(jié)劑和骨靶向治療骨質(zhì)疏松癥) 在雜志ACS Applied Materials & Interfaces (IF:10.383) 上發(fā)表。平生公司的桌面型離體Micro CT (VENUS) 在論文中提供了重要的小鼠骨小梁圖像和定量分析。
   
文獻(xiàn)摘要
骨質(zhì)疏松癥是一種全身骨骼疾病，其特征是破骨細(xì)胞骨吸收過(guò)度和成骨細(xì)胞骨形成受損。傳統(tǒng)的抗骨吸收藥物在體內(nèi)缺乏特定的生物分布，可能會(huì)對(duì)患者產(chǎn)生不良影響。在本研究中，BTRM肽首次由骨靶向肽Asp8(BT)和RANK Motif2/3(RM)氨基酸序列衍生的肽組成，這兩個(gè)細(xì)胞質(zhì)RANK motif(PVQEET560−565和PVQEQG604−609)已被報(bào)道在破骨細(xì)胞形成中發(fā)揮重要作用。然后，將BTRM偶聯(lián)到從豇豆綠斑病毒(CCMVs)中獲得的植物病毒樣納米顆粒(VNPs)上，形成工程植物病毒BTRM-VNPs。體外實(shí)驗(yàn)表明，BTRM-VNPs可有效、安全地抑制破骨細(xì)胞分化和功能。此外，注射到去卵巢小鼠后，BTRM-VNPs表現(xiàn)出出色的靶向骨組織和改善骨質(zhì)疏松性骨損失的能力。總的來(lái)說(shuō)，這些發(fā)現(xiàn)可能為通過(guò)靶向骨組織和調(diào)節(jié)RANK Motif2/3的功能來(lái)治療骨質(zhì)疏松性缺陷提供了一種新的和有前景的策略。
 
實(shí)驗(yàn)方法
微計(jì)算機(jī)斷層掃描分析
在OVX和納米顆粒處理后，小鼠被處死，股骨被收獲。用4%PFA固定股骨24h。然后用VENUS Micro-CT(90 kV, 0.065mA，平生醫(yī)療科技有限公司)在直徑20mm的支架中掃描樣本。應(yīng)用軟件Avatar(平生醫(yī)療科技有限公司)進(jìn)行數(shù)據(jù)重建和分析。感興趣區(qū)域(ROIs)從生長(zhǎng)板下方2毫米處開始，包含約25個(gè)切片。分析的骨小梁參數(shù)包括骨體積/總體積(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁間距(Tb.Sp)和骨小梁數(shù)(Tb.N)。
 
實(shí)驗(yàn)結(jié)果
BTRM–VNPs能夠改善骨質(zhì)疏松性骨質(zhì)流失
由于BTRM-VNPs表現(xiàn)出良好的骨組織靶向性，下一個(gè)問(wèn)題是BTRM-VNPs在骨骼中積累后是否可以改善骨質(zhì)疏松性骨質(zhì)丟失。VNPs、BTRM或BTRM-VNPs每周注射兩次OVX小鼠，4周后處死小鼠。采集假手術(shù)小鼠和OVX小鼠的股骨樣本進(jìn)行顯微CT掃描，然后進(jìn)行骨小梁三維重建(圖5A)。值得注意的是，BTRM-VNPs治療改善了BV/TV、Tb.Th,Tb.Sp和Tb.N在OVX小鼠中升高，表明小梁骨量增加，小梁微結(jié)構(gòu)改善(圖5B)。
   
圖5 BTRM-VNPs抗骨質(zhì)疏松的體內(nèi)效果。給OVX小鼠注射VNPs、BTRM或BTRM−VNPs。(A)顯微ct掃描及三維重建后股骨小梁骨的代表性圖像。(B)參數(shù)分析，包括BV/TV、Tb.Th、Tb.Sp和Tb.N(∗)p < 0.05，(∗∗)p < 0.01，(∗∗∗)p < 0.001。
 
 
文獻(xiàn)結(jié)論
綜上所述，受RANK Motif2/3在調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞發(fā)生中的功能和Asp8的骨靶向性的啟發(fā)，作者開發(fā)了含有RANK Motif2/3(RM)衍生氨基酸序列和骨靶向Asp8(BT)的肽BTRM�？紤]到(CCMV)VNPs的安全性、穩(wěn)定性和負(fù)載能力，通過(guò)化學(xué)修飾將BTRM裝飾在(CCMV)VNPs表面，成功形成工程植物病毒BTRM-VNPs。BTRM-VNPs在BMDM細(xì)胞中不僅具有良好的攝取效率和穩(wěn)定性，且無(wú)細(xì)胞毒性，還能有效抑制破骨細(xì)胞的形成和功能。此外，BTRM-VNPs能夠特異性地在體內(nèi)骨骼中積累，從而提高效率并減少對(duì)其他器官的不良影響。此外，低劑量和短期給藥BTRM-VNPs能夠改善骨質(zhì)疏松性骨丟失。作者認(rèn)為，同時(shí)對(duì)BTRM-VNPs進(jìn)行骨靶向和破骨細(xì)胞生成抑制，將為骨質(zhì)疏松癥的干預(yù)提供一種新穎而有前景的策略。

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