文獻信息

近日，四川大學華西口腔醫院口腔疾病國家臨床研究中心，口腔疾病國家重點實驗室的研究成果“Engineered Plant Virus Complexes with a RANK Motif Modulator and Bone Targeting for Osteoporosis Treatment (工程植物病毒復合物與RANK Motif調節劑和骨靶向治療骨質疏松癥) 在雜志ACS Applied Materials & Interfaces (IF:10.383) 上發表。平生公司的桌面型離體Micro CT (VENUS) 在論文中提供了重要的小鼠骨小梁圖像和定量分析。

文獻摘要

骨質疏松癥是一種全身骨骼疾病，其特征是破骨細胞骨吸收過度和成骨細胞骨形成受損。傳統的抗骨吸收藥物在體內缺乏特定的生物分布，可能會對患者產生不良影響。在本研究中，BTRM肽首次由骨靶向肽Asp8(BT)和RANK Motif2/3(RM)氨基酸序列衍生的肽組成，這兩個細胞質RANK motif(PVQEET560−565和PVQEQG604−609)已被報道在破骨細胞形成中發揮重要作用。然后，將BTRM偶聯到從豇豆綠斑病毒(CCMVs)中獲得的植物病毒樣納米顆粒(VNPs)上，形成工程植物病毒BTRM-VNPs。體外實驗表明，BTRM-VNPs可有效、安全地抑制破骨細胞分化和功能。此外，注射到去卵巢小鼠后，BTRM-VNPs表現出出色的靶向骨組織和改善骨質疏松性骨損失的能力。總的來說，這些發現可能為通過靶向骨組織和調節RANK Motif2/3的功能來治療骨質疏松性缺陷提供了一種新的和有前景的策略。

實驗方法

微計算機斷層掃描分析

在OVX和納米顆粒處理后，小鼠被處死，股骨被收獲。用4%PFA固定股骨24h。然后用VENUS Micro-CT(90 kV, 0.065mA，平生醫療科技有限公司)在直徑20mm的支架中掃描樣本。應用軟件Avatar(平生醫療科技有限公司)進行數據重建和分析。感興趣區域(ROIs)從生長板下方2毫米處開始，包含約25個切片。分析的骨小梁參數包括骨體積/總體積(BV/TV)、骨小梁厚度(Tb.Th)、骨小梁間距(Tb.Sp)和骨小梁數(Tb.N)。

實驗結果

BTRM–VNPs能夠改善骨質疏松性骨質流失

由于BTRM-VNPs表現出良好的骨組織靶向性，下一個問題是BTRM-VNPs在骨骼中積累后是否可以改善骨質疏松性骨質丟失。VNPs、BTRM或BTRM-VNPs每周注射兩次OVX小鼠，4周后處死小鼠。采集假手術小鼠和OVX小鼠的股骨樣本進行顯微CT掃描，然后進行骨小梁三維重建(圖5A)。值得注意的是，BTRM-VNPs治療改善了BV/TV、Tb.Th,Tb.Sp和Tb.N在OVX小鼠中升高，表明小梁骨量增加，小梁微結構改善(圖5B)。

圖5 BTRM-VNPs抗骨質疏松的體內效果。給OVX小鼠注射VNPs、BTRM或BTRM−VNPs。(A)顯微ct掃描及三維重建后股骨小梁骨的代表性圖像。(B)參數分析，包括BV/TV、Tb.Th、Tb.Sp和Tb.N(∗)p < 0.05，(∗∗)p < 0.01，(∗∗∗)p < 0.001。

文獻結論

綜上所述，受RANK Motif2/3在調節破骨細胞發生中的功能和Asp8的骨靶向性的啟發，作者開發了含有RANK Motif2/3(RM)衍生氨基酸序列和骨靶向Asp8(BT)的肽BTRM。考慮到(CCMV)VNPs的安全性、穩定性和負載能力，通過化學修飾將BTRM裝飾在(CCMV)VNPs表面，成功形成工程植物病毒BTRM-VNPs。BTRM-VNPs在BMDM細胞中不僅具有良好的攝取效率和穩定性，且無細胞毒性，還能有效抑制破骨細胞的形成和功能。此外，BTRM-VNPs能夠特異性地在體內骨骼中積累，從而提高效率并減少對其他器官的不良影響。此外，低劑量和短期給藥BTRM-VNPs能夠改善骨質疏松性骨丟失。作者認為，同時對BTRM-VNPs進行骨靶向和破骨細胞生成抑制，將為骨質疏松癥的干預提供一種新穎而有前景的策略。

使用設備

Micro CT（型號：VENUS）（平生醫療科技）

影像軟件：Avatar（平生醫療科技）