近日，上海大学苏佳灿教授团队与上海长海医院徐灿教授团队合作在国际顶级科技期刊《细胞》子刊《细胞报告医学》上在线发表题为“Exosome-based bone targeting drug delivery alleviates impaired osteoblastic bone formation and bone loss in inflammatory bowel diseases”的研究论文，从炎症状态将影响骨形成的角度，阐释了成骨细胞介导的骨形成受抑在炎症性肠病并发的骨量丢失、骨折风险增加现象中的分子基础。
炎症性肠病（IBD）被称为“不死的癌症”，会严重影响患者的生活质量，包括导致骨质丢失，大幅增加骨折风险。上海大学转化医学研究院院长、中华医学会骨科学分会青年骨质疏松学组组长苏佳灿介绍，炎症性肠病是以慢性炎症为特征的肠道疾病，主要分为溃疡性结肠炎和克罗恩病，前者主要累及结肠，后者可累及全肠道。如今，随着生活节奏的加快，炎症性肠病的发病率和患病率在全球呈显著上升态势。过去10年，这种疾病在我国呈现出年轻化、漏误诊率高的特点。预计到 2025年，国内炎症性肠病患者将达到约150万人。
除了严重腹泻、肠穿孔等消化道症状，炎症性肠病还会引起严重的骨流失。据统计，炎症性肠病患者骨质减少、骨质疏松症的发生率分别达到67%和57.6%，相对骨折风险是正常人的1.3—1.4倍。目前，治疗指南要求摄入钙剂和维生素D以维持骨密度水平，但是这种疾病导致骨丢失的机制仍不明确。
IBD模型显示骨量显著减少
为此，苏佳灿教授带领团队，利用IBD模型对机制问题做了深入研究。他们发现，患者的长期慢性炎症状态会严重抑制骨髓内间充质干细胞的增殖和分化，导致生成骨头的成骨细胞越来越少，功能越来越差，而大量干细胞分化成无用的脂肪细胞。这是炎症性肠病导致骨丢失、骨折难愈合的重要原因。
研究示意图
揭示这一机制后，临床上该如何改善骨髓内干细胞的状态，同时避免全身给药产生的副作用呢？研究团队想到了外泌体。它是细胞分泌的盘状囊泡，具有生物相容性好、改造方便、来源广泛的优点，可作为一种生物材料注射到体内。
在小鼠实验中，研究团队借鉴了前列腺癌骨转移的方式，在体外利用工具细胞获得了大量外泌体，再用Glg1分子对这些外泌体的表面进行修饰，使其具备了靶向骨分布的能力。随后，他们给骨靶向外泌体装载上治疗药物，研制出针对骨骼内干细胞的“精确制导*器武**”。
骨靶向外泌体生产过程
将“精确制导*器武**”注射入IBD模型小鼠的尾静脉后，实验结果显示，外泌体治疗提高骨密度和骨形成率近100%，能显著促进IBD模型小鼠的骨折愈合。
“我们将把这种治疗技术用于临床研究，争取在未来几年内实现临床转化。”苏佳灿说。令人期待的是，这种技术的应用不会局限于IBD骨丢失，一些现有治疗手段捉襟见肘的骨骼疾病，如类风湿性关节炎、强直性脊柱炎等，也有望通过骨靶向性外泌体实现高效的精准治疗。
本研究中，上海大学转化医学研究院苏佳灿教授、上海长海医院消化内科徐灿教授和创伤骨科陈晓教授为共同通讯作者，郭嘉炜、汪拂晓和胡衍为共同第一作者。该研究工作获得了国家科技部、国家自然科学基金委、上海市科学技术委员会等单位的多个项目资助。
苏佳灿，现任上海大学转化医学研究院院长，教授，博士研究生导师。他以第一申请人获得国家重点研发计划重点专项等科研项目20余项近8000余万元，第一完成人获省部级二等奖以上奖励4项，第一及通讯作者发表SCI论文100余篇；申请并授权国家专利30项，主编主译20部专著。此外，苏佳灿还曾荣立解放军个人二等功1次，解放军个人三等功1次。
转化医学是21世纪医学发展的必由之路。“健康中国2030”指出：“要加强医药成果转化推广平台建设，促进医学成果转化推广”。转化医学通过资源整合，多学科间合作，助力科研成果转化落地，使得精准医疗能够应用于临床疾病的治疗，进而推动全民健康水平的提升，造福人类。
苏佳灿所在的上海大学转化医学研究院于2018年7月启动筹建，2018年11月正式挂牌运行。该研究院致力于基础医学与临床转化有机融合，从临床需求出发，重点围绕骨与关节退行性疾病、肿瘤等衰老相关医学研究，开展疾病生物学机制、代谢组学、药物及医用新材料研发，通过院校合作、校企合作、医工合作等多种形式，促进临床新药物、新技术、新装备等科技研发与成果转化，打造从基础到临床、从科研到产品的医疗技术研发与转化平台。
转化医学研究院拥有一支层级清晰、结构合理的科研教学人才梯队，具有一定国际化程度，跨学科发展、多学科交叉融合，在多个学科领域形成了有特色、有影响、有潜力的学科团队。
守护生命与健康，是我们每个人心底深处最朴素的心愿，同样也是每一位医学科研工作者坚持不懈的追求。如今，上海大学已逐步形成了全链条的生物医用材料与器械研究与转化体系。在新的一年里，学校将继续推进医学学科建设，瞄准医学领域前沿，力争让更多优质成果“落地开花”，为人民生命健康贡献智慧与力量！
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本文素材来源：上海大学官网、转化医学研究院官网，CellPress细胞科学，上大人事