Delivery of coenzyme Q10 loaded micelle targets mitochondrial ROS and enhances efficiency of mesenchymal stem cell therapy in intervertebral disc degeneration.
Delivery of coenzyme Q10 loaded micelle targets mitochondrial ROS and enhances efficiency of mesenchymal stem cell therapy in intervertebral disc degeneration.
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以辅酶Q10为载体的胶束靶向线粒体ROS，提高间质干细胞治疗腰椎间盘退变的效率。
DOI：
10.1016/j.bioactmat.2022.10.019
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发表时间：
2023-05
影响因子：
18.9
通讯作者：
Zhao, Yunpeng
中科院分区：
文献类型：
--
作者：
Sun, Junyuan;Yang, Fei;Wang, Lianlei;Yu, Haichao;Yang, Zhijie;Wei, Jingjing;Vasilev, Krasimir;Zhang, Xuesong;Liu, Xinyu;Zhao, Yunpeng
关键词：
干细胞移植已被证明是治疗椎间盘退变（IVDD）的一种有前途的治疗手段。然而，退化区域氧化应激的升高会通过线粒体ROS的增加和促进BMSCs的凋亡而损害间充质干细胞（BMSCs）移植治疗的效率。在此，我们应用乳液限制组装方法将辅酶Q10（Co-Q10）（一种有前景的疏水性抗氧化剂，针对线粒体ROS）封装到卵磷脂胶束中，使不溶性Co-Q10以稳定的胶体形式分散在水中。这些胶束是可注射的，在体外表现出有效促进Co-Q10进入BMSC的能力，并且在动物模型的椎间盘组织中表现出Co-Q10的延长释放。与单纯使用Co-Q10相比，负载Co-Q10的胶束具有更好的生物活性，可提高大鼠BMSCs的活力，恢复线粒体结构和功能，并增强ECM成分的产生。此外，在大鼠针刺模型中，证明注射这种具有 BMSC 的胶束可以保留椎间盘高度并减轻 IVDD。因此，这些负载 Co-Q10 的胶束通过拮抗线粒体 ROS 在细胞存活和分化中发挥保护作用，并可能成为 IVDD 的潜在治疗剂。作为椎间盘退变干细胞疗法的可注射 Co-Q10 负载胶束（LM@Co-Q10）合成的总体示意图。 Co-Q10可以被LM@Co-Q10胶束携带到细胞中，以减少线粒体中的ROS。 LM@Co-Q10胶束增加BMSCs的髓核样细胞分化潜力。将 LM@Co-Q10 与 BMSC 一起注射可增加 IVDD 的治疗效果。
Stem cell transplantation has been proved a promising therapeutic instrument in intervertebral disc degeneration (IVDD). However, the elevation of oxidative stress in the degenerated region impairs the efficiency of mesenchymal stem cells (BMSCs) transplantation treatment via exaggeration of mitochondrial ROS and promotion of BMSCs apoptosis. Herein, we applied an emulsion-confined assembly method to encapsulate Coenzyme Q10 (Co-Q10), a promising hydrophobic antioxidant which targets mitochondria ROS, into the lecithin micelles, which renders the insoluble Co-Q10 dispersible in water as stable colloids. These micelles are injectable, which displayed efficient ability to facilitate Co-Q10 to get into BMSCs in vitro, and exhibited prolonged release of Co-Q10 in intervertebral disc tissue of animal models. Compared to mere use of Co-Q10, the Co-Q10 loaded micelle possessed better bioactivities, which elevated the viability, restored mitochondrial structure as well as function, and enhanced production of ECM components in rat BMSCs. Moreover, it is demonstrated that the injection of this micelle with BMSCs retained disc height and alleviated IVDD in a rat needle puncture model. Therefore, these Co-Q10 loaded micelles play a protective role in cell survival and differentiation through antagonizing mitochondrial ROS, and might be a potential therapeutic agent for IVDD. General schematic of synthesis of injectable Co-Q10-loaded micelle(LM@Co-Q10) as stem cell therapy for intervertebral disc degeneration. Co-Q10 can be carried into cells by LM@Co-Q10 micelles to reduce ROS in mitochondria. LM@Co-Q10 micelles increase the nucleus pulposus-like cell differentiation potential of BMSCs. The injection of LM@Co-Q10 with BMSCs increases the therapeutic effect of IVDD.
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DOI：
10.1073/pnas.1210422109
发表时间：
2012-11-20
影响因子：
11.1
作者：
Diekman, Brian O.;Christoforou, Nicolas;Guilak, Farshid
通讯作者：
Guilak, Farshid
影响因子：
4.1
作者：
Liu, Yaling;Wang, Liping;Fatahi, Reza;Kronenberg, Mark;Kalajzic, Ivo;Rowe, David;Li, Yingcui;Maye, Peter
通讯作者：
Maye, Peter
环状RNA VMA21通过靶向miR-200c和X连锁凋亡抑制剂蛋白来防止椎间盘退变
影响因子：
27.4
作者：
Cheng X;Zhang L;Zhang K;Zhang G;Hu Y;Sun X;Zhao C;Li H;Li YM;Zhao J
通讯作者：
Zhao J
影响因子：
6.6
作者：
Cordero, Mario D.;Alcocer-Gomez, Elisabet;Antonio Sanchez-Alcazar, Jose
通讯作者：
Antonio Sanchez-Alcazar, Jose
二甲双胍促进间充质干细胞来源的细胞外纳米囊泡的释放并优化椎间盘退变的治疗效果
影响因子：
14
作者：
Liao, Zhiwei;Li, Shuai;Yang, Cao
通讯作者：
Yang, Cao