HyStem-HP含有硫醇化透明質(zhì)酸、肝素和明膠，可輕松制作 3D 水凝膠。 HyStem-HP 2.0 版提供與 HyStem-HP 1.0 版相同的細(xì)胞環(huán)境。 HyStem V2.0 套件組件現(xiàn)在將使用緩沖的 1X PBS 進(jìn)行重構(gòu)。所得組分還將產(chǎn)生 pH 值中性的等滲鹽水凝膠。版本 1.0 至版本 2.0 的最終 pH、滲透壓和流變特性相同。 HyStem-HP 水凝膠是w全化學(xué)定義的，非常適合細(xì)胞應(yīng)用，其中生長因子的緩慢、持續(xù)釋放對于重建所需的微環(huán)境至關(guān)重要。 HyStem-HP 水凝膠試劑盒包含硫醇修飾的透明質(zhì)酸和硫醇修飾的肝素 (Heprasil)、硫醇修飾的變性膠原蛋白 (Gelin-S) 和硫醇反應(yīng)性交聯(lián)劑 PEGDA (Extralink) 的組合。 HyStem-HP 水凝膠中的固定肝素模擬了細(xì)胞外基質(zhì)中通常存在的硫酸肝素蛋白聚糖。

研究表明，細(xì)胞間通訊在骨再生過程中扮演著重要角色，而細(xì)胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs）作為細(xì)胞間通訊的重要媒介，近年來受到了廣泛關(guān)注。

EV輸送系統(tǒng)改善了骨骼修復(fù)：手術(shù)后0至8周活體小鼠的微型CT掃描。EV組是右側(cè)缺陷，凝膠組是左側(cè)缺陷。

實(shí)驗方法：

1. 細(xì)胞培養(yǎng)和EVs的提取

從健康捐贈者的骨髓中分離并培養(yǎng)BMSCs。

收集BMSCs培養(yǎng)上清液，通過梯度超速離心法提取EVs。

通過透射電鏡和流式細(xì)胞術(shù)驗證EVs的形態(tài)和表面標(biāo)記物。

2. 成骨細(xì)胞分化實(shí)驗

體外實(shí)驗：將提取的EVs加入成骨細(xì)胞培養(yǎng)基中，通過Alizarin Red染色觀察鈣沉積情況，以及通過qPCR和Western Blot檢測成骨相關(guān)基因（如RUNX2、ALP、OCN、OPN）的表達(dá)水平。

細(xì)胞周期和增殖分析：通過流式細(xì)胞術(shù)（FACS）和MTT實(shí)驗分析EVs對成骨細(xì)胞增殖的影響。

3. microRNA測序和功能驗證

microRNA測序：通過RNA測序技術(shù)比較BMSCs和EVs中microRNA的表達(dá)譜，發(fā)現(xiàn)miR-196a、miR-27a和miR-206在EVs中高度富集。

功能驗證：將miR-196a、miR-27a和miR-206的模擬物（mimics）和抑制劑分別轉(zhuǎn)染成骨細(xì)胞，觀察其對成骨分化的影響。

4. 動物實(shí)驗

模型建立：在SD大鼠顱骨上制造直徑為5mm的臨界尺寸骨缺損，實(shí)驗組填充含EVs的水凝膠，對照組僅填充水凝膠。

評估方法：通過micro-CT掃描、組織學(xué)和免疫組化染色評估新骨形成情況。

實(shí)驗結(jié)果：

1. EVs的提取和鑒定

電鏡觀察：EVs呈典型的杯狀結(jié)構(gòu)，直徑在30-100 nm之間。

流式細(xì)胞術(shù)：EVs表達(dá)典型的EVs標(biāo)記物CD63。

2. EVs對成骨細(xì)胞分化的影響

體外實(shí)驗：EVs處理組成骨細(xì)胞鈣沉積顯著增加，成骨相關(guān)基因表達(dá)上調(diào)。

細(xì)胞增殖分析：EVs對成骨細(xì)胞增殖的影響較小，主要促進(jìn)成骨分化。

3. microRNA在EVs中的作用

測序結(jié)果：miR-196a、miR-27a和miR-206在EVs中高度富集。

功能驗證：miR-196a在促進(jìn)成骨分化方面作用最為顯著，其抑制劑可部分逆轉(zhuǎn)EVs的成骨分化效應(yīng)。

4. 動物實(shí)驗結(jié)果

micro-CT掃描：實(shí)驗組新骨形成顯著多于對照組。

組織學(xué)染色：HE和Masson染色顯示實(shí)驗組骨缺損區(qū)域新骨形成良好，骨小梁結(jié)構(gòu)完整。

在本研究的體內(nèi)實(shí)驗中，HyStem-HP水凝膠（#GS314F #GS315F#GS1006F，巰基修飾透明質(zhì)酸，明膠和肝素水凝膠試劑盒）作為EVs的載體被成功應(yīng)用于顱骨缺損模型中。HyStem-HP水凝膠具有良好的生物相容性和可降解性，能夠為EVs提供一個穩(wěn)定的釋放環(huán)境，延長其在缺損部位的滯留時間，從而提高EVs的生物利用度和治療效果。此外，HyStem-HP水凝膠還能夠促進(jìn)細(xì)胞的黏附和增殖，進(jìn)一步增強(qiáng)骨再生的效果。因此，HyStem-HP水凝膠在本研究中作為EVs的載體，對于實(shí)現(xiàn)EVs在體內(nèi)的有效釋放和骨再生的促進(jìn)具有重要作用和價值。