经过工程改造的Akkermansia muciniphila细胞外囊泡能够靶向递送miR-21-5p，通过PI3K-AKT通路缓解绝经后骨质疏松症

摘要

背景

骨质疏松症（OP）是一种常见的代谢性骨病，其特征是骨密度降低和骨结构受损。传统的骨质疏松症治疗策略受到其非特异性作用机制和长期毒性的限制。我们利用肠道-骨骼轴，开发了一种源自益生菌Akkermansia muciniphila（AKK）的工程细菌细胞外囊泡（BEVs）递送系统。

结果

这些BEVs被工程化改造，添加了一种靶向骨骼的肽SDSSD，从而生成了BT-AKK-EVs。通过miRNA测序和功能实验，我们确定miR-21-5p是AKK-EVs中富集的关键效应分子。其机制在于，BT-AKK-EVs通过激活PI3K-AKT信号通路，促进成骨分化同时抑制破骨细胞的生成。在卵巢切除的小鼠中系统性给予BT-AKK-EVs后，这些囊泡在骨组织中大量积累，显著减轻了骨质流失。

结论

本研究证明了工程化的益生菌BEVs是一种安全有效的靶向骨治疗平台，并阐明了通过囊泡包裹的miRNA实现肠道-骨骼交流的具体分子机制，为治疗代谢性骨疾病提供了创新策略。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

BT-AKK-EVs的制备过程及其在体内和体外促进成骨作用和抑制破骨细胞效果的示意图

背景

骨质疏松症（OP）是一种常见的代谢性骨病，其特征是骨密度降低和骨结构受损。传统的骨质疏松症治疗策略受到其非特异性作用机制和长期毒性的限制。我们利用肠道-骨骼轴，开发了一种源自益生菌Akkermansia muciniphila（AKK）的工程细菌细胞外囊泡（BEVs）递送系统。

结果

这些BEVs被工程化改造，添加了一种靶向骨骼的肽SDSSD，从而生成了BT-AKK-EVs。通过miRNA测序和功能实验，我们确定miR-21-5p是AKK-EVs中富集的关键效应分子。其机制在于，BT-AKK-EVs通过激活PI3K-AKT信号通路，促进成骨分化同时抑制破骨细胞的生成。在卵巢切除的小鼠中系统性给予BT-AKK-EVs后，这些囊泡在骨组织中大量积累，显著减轻了骨质流失。

结论

本研究证明了工程化的益生菌BEVs是一种安全有效的靶向骨治疗平台，并阐明了通过囊泡包裹的miRNA实现肠道-骨骼交流的具体分子机制，为治疗代谢性骨疾病提供了创新策略。

图形摘要

此图像的替代文本可能是由AI生成的。

BT-AKK-EVs的制备过程及其在体内和体外促进成骨作用和抑制破骨细胞效果的示意图