间充质干细胞来源的细胞外囊泡(MSC-EVs)正作为免疫调节和组织再生的有前景治疗方法逐渐兴起。然而,功能增强型电动汽车的可扩展生产仍是一个关键挑战。本研究引入了利用三维(3D)旋转细胞培养系统进行微重力培养,作为优化MSC-EV产量和生物活性的新策略。
我们首先研究了微重力对人类脐带衍生MSCs(UCMSC)增殖和干性的影响。微重力衍生的EV(μg-EVs)产额通过纳米粒子跟踪分析被量化。μg-EVs的功能通过蛋白质组剖析分析,并通过巨噬细胞极化和牙周韧带干细胞(PDLSCs)的骨生成分化进一步评估。对UCMSCs进行了蛋白质组学分析,以进一步探讨EV在微重力条件下的生物生成和功能活性的潜在机制。
微重力培养显著增强了UCMSC的增殖和茎的生长。与传统静态培养相比,电动车在微重力下产量增长了7.7倍。功能上,μg-EV更有效地促进巨噬细胞向抗炎M2表型极化,并显著增强PDLSCs的骨生成分化能力。机制上,微重力培养UCMSCS中的Rab27B上调与EVs分泌增加及治疗疗效增强相关。
本研究确认微重力是大规模生产高质量UCMSC-EV的有效平台,解决了关键制造壁垒,加速基于电动汽车疗法的临床转化。