rAAV-Mediated Overexpression of SOX9 and TGF-β via Carbon Dot-Guided Vector Delivery Enhances the Biological Activities in Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stromal Cells.
rAAV-Mediated Overexpression of SOX9 and TGF-β via Carbon Dot-Guided Vector Delivery Enhances the Biological Activities in Human Bone Marrow-Derived Mesenchymal Stromal Cells.
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DOI：
10.3390/nano10050855
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发表时间：
2020-04-28
期刊：
影响因子：
--
通讯作者：
Cucchiarini M
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Meng W;Rey-Rico A;Claudel M;Schmitt G;Speicher-Mentges S;Pons F;Lebeau L;Venkatesan JK;Cucchiarini M
支架辅助的基因治疗是一种非常有前途的工具，以治疗关节软骨病变后，直接交付的软骨候选序列。本研究的目的是检查通过临床适应的方法向人骨髓间充质干细胞（hMSCs）提供高度软骨修复剂、软骨特异性性别决定区Y型高迁移率族9（SOX 9）转录因子或转化生长因子β（TGF-β）的可行性和益处，独立的重组腺相关病毒（rAAV）载体与碳量子点（CD），一类新的碳占主导地位的纳米材料配制。使用由1-柠檬酸和五亚乙基六胺（CD-1）、2-柠檬酸、聚六亚乙基六胺（CD-2）、聚六亚乙基六胺（CD-3）、聚六亚乙基六胺（CD-4）、聚六亚乙基六胺（CD-5）、聚六亚乙基六胺（CD-6）、聚六亚乙基六胺（CD-7）、聚六亚乙基六胺（CD-8）、聚六亚乙基六胺（CD-8）、聚六亚乙基六胺（CD-9）和聚六亚乙基六胺（CD-10）制备的四种不同CD实现报告基因rAAV-lacZ载体的有效复合和释放。乙二醇单甲醚（MW 550 Da）和N，N-二甲基乙二胺（CD-2）; 3-柠檬酸，支化聚（乙撑亚胺）（MW 600 Da），和聚（乙二醇）单甲醚（MW 2kDa）（CD-3）;和4-柠檬酸和支链聚（乙烯亚胺）（MW 600 Da）（CD-4），允许hMSC的遗传修饰。在纳米颗粒中，CD-2显示出用于rAAV递送的最佳能力（相对于游离载体处理，lacZ表达增加高达2.2倍，其中100%细胞活力持续至少10天，检查的最长时间点）。施用治疗通过CD-2在hMSC中的（SOX 9，TGF-β）rAAV载体导致每个独立转基因的有效过表达，促进增强的细胞增殖（TGF-β）和软骨基质沉积（糖胺聚糖，II型胶原蛋白）至少21天（CD-2缺乏rAAV或与rAAV-lacZ相关），同时有利地限制不期望的I型和X型胶原沉积。这些结果揭示了CD引导的rAAV基因在hMSC中作为安全的、非侵入性的系统用于翻译策略以增强软骨修复的潜力。
Scaffold-assisted gene therapy is a highly promising tool to treat articular cartilage lesions upon direct delivery of chondrogenic candidate sequences. The goal of this study was to examine the feasibility and benefits of providing highly chondroreparative agents, the cartilage-specific sex-determining region Y-type high-mobility group 9 (SOX9) transcription factor or the transforming growth factor beta (TGF-β), to human bone marrow-derived mesenchymal stromal cells (hMSCs) via clinically adapted, independent recombinant adeno-associated virus (rAAV) vectors formulated with carbon dots (CDs), a novel class of carbon-dominated nanomaterials. Effective complexation and release of a reporter rAAV-lacZ vector was achieved using four different CDs elaborated from 1-citric acid and pentaethylenehexamine (CD-1); 2-citric acid, poly(ethylene glycol) monomethyl ether (MW 550 Da), and N,N-dimethylethylenediamine (CD-2); 3-citric acid, branched poly(ethylenimine) (MW 600 Da), and poly(ethylene glycol) monomethyl ether (MW 2 kDa) (CD-3); and 4-citric acid and branched poly(ethylenimine) (MW 600 Da) (CD-4), allowing for the genetic modification of hMSCs. Among the nanoparticles, CD-2 showed an optimal ability for rAAV delivery (up to 2.2-fold increase in lacZ expression relative to free vector treatment with 100% cell viability for at least 10 days, the longest time point examined). Administration of therapeutic (SOX9, TGF-β) rAAV vectors in hMSCs via CD-2 led to the effective overexpression of each independent transgene, promoting enhanced cell proliferation (TGF-β) and cartilage matrix deposition (glycosaminoglycans, type-II collagen) for at least 21 days relative to control treatments (CD-2 lacking rAAV or associated to rAAV-lacZ), while advantageously restricting undesirable type-I and -X collagen deposition. These results reveal the potential of CD-guided rAAV gene administration in hMSCs as safe, non-invasive systems for translational strategies to enhance cartilage repair.
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影响因子：
1.2
作者：
Gigante, Antonio;Cecconi, Stefano;Enea, Davide
通讯作者：
Enea, Davide
影响因子：
4.1
作者：
Lee, Hannah H.;Haleem, Amgad M.;Chu, Constance R.
通讯作者：
Chu, Constance R.
DOI：
10.2519/jospt.1998.28.4.192
发表时间：
1998-10-01
影响因子：
6.1
作者：
Buckwalter, JA
通讯作者：
Buckwalter, JA
影响因子：
4.7
作者：
Cucchiarini, Magali;Orth, Patrick;Madry, Henning
通讯作者：
Madry, Henning
影响因子：
14
作者：
Im, Gun-Ii;Kim, Hye-Joung;Lee, Jin H.
通讯作者：
Lee, Jin H.