Injectable Hydrogel Loaded With Umbilical Cord Blood-Derived Exosomes Promotes Periodontal Bone Regeneration via the TLR4/NF-κB Signalling Pathway.

چکیده اصلی

Periodontitis is an immune-mediated inflammatory disease characterised by progressive alveolar bone loss, which can lead to tooth loss in severe cases. Existing therapeutic agents have limited efficacy in reversing the associated inflammatory bone defects. Exosomes (Exos), enriched with bioactive molecules, exhibit significant potential in anti-inflammation and osteogenic regeneration. In this study, an injectable and photocurable composite hydrogel sustained-release system (GA-Exos) loaded with human umbilical cord blood-derived exosomes (UCB-Exos) was constructed. In vitro and in vivo experiments demonstrated that GA-Exos possesses excellent performance, enabling sustained release of exosomes for approximately 21 days. It significantly promotes the proliferation and differentiation of osteoblasts, upregulates the expression of osteogenic markers (e.g., RUNX2, ALP, and OPN), reduces the levels of pro-inflammatory cytokines (e.g., TNF-α and IL-1β), and inhibits inflammatory cell infiltration and osteoclast differentiation. mRNA sequencing and validation experiments confirmed that UCB-Exos inhibits the activation of the TLR4/NF-κB pathway by downregulating the expression of TLR4, LBP, and CD14, as well as the phosphorylation of P65. In conclusion, GA-Exos enhances periodontal bone regeneration through the regulation of the TLR4/NF-κB pathway, providing a novel and effective strategy for periodontitis treatment. This system is expected to break through the limitations of existing therapies and bring new insights for clinical applications.

ترجمه فارسی چکیده

پریودنتیت یک بیماری التهابی مدیوم‌ایمنی است که با از دست دادن تدریجی استخوان آلوئولار مشخص می‌شود و در موارد شدید می‌تواند منجر به از دست دادن دندان شود. داروهای درمانی موجود اثربخشی محدودی در معکوس کردن نقص‌های استخوان التهابی مرتبط دارند. اگزوزوم‌ها (Exos) که با مولکول‌های بیولوژیک فعال غنی شده‌اند، پتانسیل قابل توجهی در ضدالتهاب و بازسازی استخوان‌ساز دارند. در این مطالعه، یک سیستم هیدروژل کامپوزیتی قابل تزریق و قابل سنتز با نور (GA-Exos) بارگذاری شده با اگزوزوم‌های انسانی حاصل از خون ناب (UCB-Exos) ساخته شد. آزمایش‌های در vitro و در vivo نشان دادند که GA-Exos عملکرد عالی دارد و قادر به آزادسازی پایدار اگزوزوم‌ها برای حدود ۲۱ روز است. این سیستم به طور قابل توجهی تکثیر و تفاوت‌یابی استئوبلاست‌ها را تقویت می‌کند، بیان مارکرهای استخوان‌ساز (مانند RUNX2، ALP و OPN) را افزایش می‌دهد، سطح سیتوکین‌های التهابی (مانند TNF-α و IL-1β) را کاهش می‌دهد و نفوذ سلول‌های التهابی و تفاوت‌یابی استئوکلاست‌ها را مهار می‌کند. توالی‌یابی mRNA و آزمایش‌های تأییدی نشان دادند که UCB-Exos با کاهش بیان TLR4، LBP و CD14 و فسفریلاسیون P65، فعال‌سازی مسیر TLR4/NF-κB را مهار می‌کند. در نهایت، GA-Exos از طریق تنظیم مسیر TLR4/NF-κB بازسازی استخوان دندان‌اندام را تقویت می‌کند و استراتژی جدید و مؤثری برای درمان پریودنتیت ارائه می‌دهد.

متن کامل اصلی