Cell trafficking and regulation of osteoblastogenesis by extracellular vesicle associated bone morphogenetic protein 2


Posted: 2021-10-20 19:00:00
Extracellular vesicles (EVs) are characterized by complex cargo composition and carry a wide array of signalling cargo, including growth factors (GFs). Beyond surface-associated GFs, it is unclear if EV intralumenal growth factors are biologically active. Here, bone morphogenetic protein-2 (BMP2), loaded directly into the lumen of EVs designated engineered BMP2-EVs (eBMP2-EVs), was comprehensively characterized including its regulation of osteoblastogenesis. eBMP2-EVs and non-EV 'free' BMP2 were observed to similarly regulate osteoblastogenesis. Furthermore, cell trafficking experiments suggest rapid BMP2 recycling and its extracellular release as 'free' BMP2 and natural occurring BMP2-EVs (nBMP2-EVs), with both being osteogenic. Interestingly, BMP2 occurs on the EV surface of nBMP2-EVs and is susceptible to proteolysis, inhibition by noggin and complete dissociation from nBMP2-EVs over 3 days. Whereas, within the eBMP2-EVs, BMP2 is protected from proteolysis, inhibition by noggin and is retained in EV lumen at 100% for the first 24 h and ∼80% after 10 days. Similar to 'free' BMP2, bioprinted eBMP2-EV microenvironments induced osteogenesis in vitro and in vivo in spatial registration to the printed patterns. Taken together, BMP2 signalling involves dynamic BMP2 cell trafficking in and out of the cell involving EVs, with distinct differences between these nBMP2-EVs and eBMP2-EVs attributable to the BMP2 cargo location with EVs. Lastly, eBMP2-EVs appear to deliver BMP2 directly into the cytoplasm, initiating BMP2 signalling within the cell, bypassing its cell surface receptors. Keywords: bioprinting; bone morphogenetic protein 2; drug delivery; exosome; extracellular vesicle; osteogenesis.

参考サイト PubMed: exsome



バイオクイックニュース日本語版:エクソソーム特集

バイオクイックニュース日本語版
6月 20, 2019 バイオアソシエイツ

移植幹細胞由来エクソソームは心臓発作からの回復を助ける。移植細胞からの循環エキソソーム解析(液体生検)は医師が回復の程度を把握することを可能にする。

心筋の強化や他の疾患を治療する幹細胞療法は、ヒト臨床試験で有望視され始めている。 しかし、臨床成果の観察以外に、標的臓器内の移植細胞の有効性を評価するうえで再現性の欠如や使用期限、非侵襲的なツールの欠如は、幹細胞分野の進歩を遅らせてきた。 メリーランド大学医学部(UMSOM)、ペンシルバニア大学、およびエモリー大学の研究者らは、移植された幹細胞の有効性を追跡するのに血液検査が使用できると理論づけた。 彼らは、移植幹細胞からレシピエントの血液に分泌される エクソソーム と呼ばれる微小な細胞成分を分析した。…

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