文献信息

近日，四川大学华西口腔医院口腔疾病国家临床研究中心，口腔疾病国家重点实验室的研究成果“Engineered Plant Virus Complexes with a RANK Motif Modulator and Bone Targeting for Osteoporosis Treatment(工程植物病毒复合物与RANK Motif调节剂和骨靶向治疗骨质疏松症)在杂志ACS Applied Materials & Interfaces (IF:10.383)上发表。平生公司的桌面型离体Micro CT(VENUS)在论文中提供了重要的小鼠骨小梁图像和定量分析。

文献摘要

骨质疏松症是一种全身骨骼疾病，其特征是破骨细胞骨吸收过度和成骨细胞骨形成受损。传统的抗骨吸收药物在体内缺乏特定的生物分布，可能会对患者产生不良影响。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组成，这两个细胞质RANK motif(PVQEET560−565和PVQEQG604−609)已被报道在破骨细胞形成中发挥重要作用。然后，将BTRM偶联到从豇豆绿斑病毒(CCMVs)中获得的植物病毒样纳米颗粒(VNPs)上，形成工程植物病毒BTRM-VNPs。体外实验表明，BTRM-VNPs可有效、安全地抑制破骨细胞分化和功能。此外，注射到去卵巢小鼠后，BTRM-VNPs表现出出色的靶向骨组织和改善骨质疏松性骨损失的能力。总的来说，这些发现可能为通过靶向骨组织和调节RANK Motif2/3的功能来治疗骨质疏松性缺陷提供了一种新的和有前景的策略。

实验方法

微计算机断层扫描分析

在OVX和纳米颗粒处理后，小鼠被处死，股骨被收获。用4%PFA固定股骨24h。然后用VENUS Micro-CT(90 kV, 0.065mA，平生医疗科技有限公司)在直径20mm的支架中扫描样本。应用软件Avatar(平生医疗科技有限公司)进行数据重建和分析。感兴趣区域(ROIs)从生长板下方2毫米处开始，包含约25个切片。分析的骨小梁参数包括骨体积/总体积(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁间距(Tb.Sp)和骨小梁数(Tb.N)。

实验结果

BTRM–VNPs能够改善骨质疏松性骨质流失

由于BTRM-VNPs表现出良好的骨组织靶向性，下一个问题是BTRM-VNPs在骨骼中积累后是否可以改善骨质疏松性骨质丢失。VNPs、BTRM或BTRM-VNPs每周注射两次OVX小鼠，4周后处死小鼠。采集假手术小鼠和OVX小鼠的股骨样本进行显微CT扫描，然后进行骨小梁三维重建(图5A)。值得注意的是，BTRM-VNPs治疗改善了BV/TV、Tb.Th,Tb.Sp和Tb.N在OVX小鼠中升高，表明小梁骨量增加，小梁微结构改善(图5B)。

图5 BTRM-VNPs抗骨质疏松的体内效果。给OVX小鼠注射VNPs、BTRM或BTRM−VNPs。(A)显微ct扫描及三维重建后股骨小梁骨的代表性图像。(B)参数分析，包括BV/TV、Tb.Th、Tb.Sp和Tb.N(∗)p < 0.05，(∗∗)p < 0.01，(∗∗∗)p < 0.001。

文献结论

综上所述，受RANK Motif2/3在调节破骨细胞发生中的功能和Asp8的骨靶向性的启发，作者开发了含有RANK Motif2/3(RM)衍生氨基酸序列和骨靶向Asp8(BT)的肽BTRM。考虑到(CCMV)VNPs的安全性、稳定性和负载能力，通过化学修饰将BTRM装饰在(CCMV)VNPs表面，成功形成工程植物病毒BTRM-VNPs。BTRM-VNPs在BMDM细胞中不仅具有良好的摄取效率和稳定性，且无细胞毒性，还能有效抑制破骨细胞的形成和功能。此外，BTRM-VNPs能够特异性地在体内骨骼中积累，从而提高效率并减少对其他器官的不良影响。此外，低剂量和短期给药BTRM-VNPs能够改善骨质疏松性骨丢失。作者认为，同时对BTRM-VNPs进行骨靶向和破骨细胞生成抑制，将为骨质疏松症的干预提供一种新颖而有前景的策略。

使用设备

                                      Micro CT（型号：VENUS）（平生医疗科技）

                                             影像软件：Avatar（平生医疗科技）