米乐m6官方网站（以下简称“AIST”），分子生物系统研究部，户田勉，国立大学法人研究所高级首席研究员，德岛大学生物医学科学研究生院，口腔科学系，口腔外科，口腔外科，福田直，德岛大学医院口腔外科助理教授，高丸夏美，讲师：国立大学法人国立心脑血管中心研究所与姜正勋所长等合作，脂质体作者巨噬细胞的表型，我们开发了一种技术来恢复随着年龄增长而下降的骨愈合功能。
随着年龄的增长在器官中积累老化细胞破坏组织稳态并导致组织再生能力下降。例如，通过药物去除衰老细胞并使其年轻化的基础研究被认为有望促进衰老组织的再生，但目前的报道还很少。再生治疗研究仍处于起步阶段。这次，磷脂酰丝氨酸脂质体 (PSL)操纵巨噬细胞表型能有效促进老化骨骼的再生。老年人骨骼脆弱，因跌倒而骨折的风险很高，这可能导致他们卧床不起，进而增加肌肉无力和痴呆的风险。这项技术有潜力打破这一链条，促进老年人的骨骼愈合，支持实现健康长寿的社会并降低医疗费用。
该技术的详细信息将于 2025 年 10 月 15 日公布。ACS 应用材料与界面
随着全球人口持续老龄化和预期寿命的延长，与年龄相关的疾病发病率增加和治愈能力下降所面临的医疗和经济挑战变得更加严重。尤其是随着年龄的增长，骨骼会变得脆弱，因此，如果老年人发生骨折，他们往往会卧床不起。长期卧床会导致肌肉力量和认知功能下降，增加患痴呆症的风险。
身体组织最初是通过“中度炎症、修复和细胞更新”的平衡来维持的。然而，随着年龄的增长，衰老细胞分泌的因子会在器官中积累，从而破坏这种平衡，导致过度的慢性炎症。结果，组织再生能力下降。因此，人们正在努力开发针对衰老细胞的药物。尽管其中一些很有希望，但所有这些的效果都是有限的，因此针对衰老组织的再生治疗的研究仍处于起步阶段。
同时，正在开发针对称为巨噬细胞的免疫细胞的药物，巨噬细胞在组织再生过程中发挥着重要作用。巨噬细胞表现出矛盾的表型，即炎症M1型和抗炎/促愈合M2型，通过在受伤组织的适当时机将表型从M1转换为M2（M1-M2转换），伤口可以正常恢复。然而，随着年龄的增长，M1-M2 转换会延迟或中断，因此愈合过程不会正常发生。因此，促进M1-M2转换的药理学方法正在研究中，但与年轻巨噬细胞相比，衰老的巨噬细胞对药物的反应性显着降低，因此难以诱导转换。此外，有报道称，巨噬细胞的反应因目标个体的性别而异，其作为通用再生治疗的有效性尚未得到证实。
AIST 开发了一种技术来操纵参与组织愈合和疾病进展的巨噬细胞表型，并一直致力于将其应用于医疗保健。其中，我们发现PSL对M1型巨噬细胞具有高亲和力，并将表型从炎症（M1型）转变为抗炎/组织愈合（M2型）。我们还报道了通过 PSL 从 M1 型转换为 M2 型对于再生治疗和疾病治疗是有效的（2024 年 9 月 19 日 AIST 新闻稿）。然而，迄今为止我们所有的研究都使用了幼年动物，并没有关注动物的性别。这次，我们制备了不同年龄和性别小鼠的巨噬细胞，并比较了对 PSL 反应性的差异。我们还研究了 PSL 是否可以应用于衰老组织的再生治疗，以加速老年小鼠的骨愈合。
这项研究和开发得到了日本学术振兴会的科学研究补助金（23K09313、23K18442、24K03291）、日本颌面种植学会的赤坂洋子青年研究鼓励基金以及池屋科学技术振兴财团的支持。
简介：评估了六种分泌因子（IL-1β、IL-6、TNFα、CCL-2、NO、TGF-β1 的产生量）（图1（A））。在这些分泌因子中，IL-1β、IL-6、TNFα、CCL-2和NO被称为炎症因子，TGF-β1被称为非炎症因子，炎症因子可作为M1型巨噬细胞的标志物。首先，未刺激的 BMM（对照组）仅分泌除 CCL-2 之外的有限因子。当BMM添加脂多糖（LPS）（一种细菌表面刺激人体免疫力的成分）时，它会分化为炎症M1型。在用LPS刺激BMM的LPS组中，无论男性还是女性，老年BMM产生的炎症因子（M1型标志物）均高于年轻BMM，表明老年BMM具有更多M1型特征。接下来，我们将 PSL 添加到 M1 型 BMM 中，并评估分泌因子的分布是否发生变化（LPS + PSL 组）。结果，在所有 BMM 中观察到炎症因子产生显着减少，抗炎因子增加，表明它们已转为 M2 型。此外，PSL 对 IL-6、TNFα 和 NO 产生50% 抑制浓度 (IC50)无论年龄或性别如何，该值都是恒定的（图 1(B)），这表明 PSL 作为通用 M2 型诱导剂发挥作用，与现有的 M2 型诱导剂不同。
接下来，我们使用老年小鼠来评估 PSL 给药是否有助于促进骨愈合。在小鼠头骨中制造缺损（直径4毫米），并将缺损插入小鼠头骨中。碳酸磷灰石植入颗粒后，给予一次PSL（或生理盐水），并在2周和4周后进行评估。碳酸盐磷灰石颗粒是近年来商品化的骨替代材料，德岛大学口腔外科对该产品的商品化进行了动物实验和临床试验的评价。当制备组织切片并比较骨再生量时，与施用生理盐水的阴性对照组相比，PSL施用组的骨愈合速度大约是两倍（图2（A））。接下来，当我们在两周后对小鼠体内的骨形成成骨细胞（OB）和骨吸收破骨细胞（OC）进行计数时，我们发现虽然两组的OC数量相同，但PSL组的OB数量是PSL组的两倍（图2（B））。此外，在评估同一时期的巨噬细胞表型时，虽然两个实验组损伤部位的巨噬细胞总数处于相同水平，但PSL组中观察到M1型减少和M2型增加，导致M2/M1比率增加27倍（图3）。总之，PSL 通过促进 M1-M2 转换来促进骨愈合。几乎所有器官都报道了衰老组织中巨噬细胞表型转换异常。因此，巨噬细胞表型的靶向治疗，包括这项技术，可能有助于促进各种衰老器官的愈合。
图1 骨髓源性巨噬细胞(BMM)分泌因子的评价结果
(A) BMM 分泌因子的产生量。对照，未刺激的BMM； LPS（脂多糖，M1型诱导剂），NO是稳定的代谢物2*p < 005；****p < 00001;$p < 00001（与属于 LPS 组的相同年龄和性别的样本相比）； ns，无显着性差异； ND，不可评价。
(B) PSL 的 50% 抑制浓度 (IC50)。通过拟合 sigmoid 函数计算 IC50。
*原始论文中的数字被引用或修改。
图2 PSL给药促进骨愈合
(A) 骨的 Masson 三色染色图像和定量结果。蓝色：骨或细胞外基质，红色：细胞，白色：碳酸磷灰石颗粒。右图显示了标本中新骨面积的量化结果。
(B) 破骨细胞（OC）和成骨细胞（OB）的染色图像和计数结果。左图：红色； OC。右图：棕色； OB。*p<005；**p<001； ns，没有显着差异。
*这是对原始论文中的数字的引用或修改。
图3巨噬细胞表型评估
(A) 巨噬细胞的免疫染色图像。 F4/80、CD86和精氨酸酶1(Arg-1)分别是所有巨噬细胞、M1型巨噬细胞和M2型巨噬细胞中表达的标记分子，在照片中被染成棕色。
(B) 定量结果。*p<005；**p<001； ns，没有显着差异。
*原始论文中的数字被引用或修改。
未来，我们计划对已开发的含有PSL的制剂进行临床前测试和生物安全性测试，并将研发推向实际应用。
已出版的杂志：ACS 应用材料与界面
论文标题：通过与年龄和性别无关的巨噬细胞极化加速衰老骨损伤的再生
作者：福田尚志、高丸夏美、Jeong-hun Kang、Riki Toida
DOI：101021/acsami5c15449