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Multifunctional Exosomes Derived from M2 Macrophages with Enhanced Odontogenesis, Neurogenesis and Angiogenesis for Regenerative Endodontic Therapy: An In Vitro and In Vivo Investigation

牙髓干细胞 血管生成 细胞生物学 川地31 微泡 基质凝胶 免疫染色 化学 癌症研究 基因敲除 生物 干细胞 免疫学 小RNA 细胞凋亡 免疫组织化学 基因 生物化学
作者
Yujie Wang,Jing Mao,Yifan Wang,Nan Jiang,Xiujuan Shi
出处
期刊:Biomedicines [MDPI AG]
卷期号:12 (2): 441-441
标识
DOI:10.3390/biomedicines12020441
摘要

Exosomes derived from M2 macrophages (M2-Exos) exhibit tremendous potential for inducing tissue repair and regeneration. Herein, this study was designed to elucidate the biological roles of M2-Exos in regenerative endodontic therapy (RET) compared with exosomes from M1 macrophages (M1-Exos).The internalization of M1-Exos and M2-Exos by dental pulp stem cells (DPSCs) and human umbilical vein endothelial cells (HUVECs) was detected by uptake assay. The effects of M1-Exos and M2-Exos on DPSC and HUVEC behaviors, including migration, proliferation, odonto/osteogenesis, neurogenesis, and angiogenesis were determined in vitro. Then, Matrigel plugs incorporating M2-Exos were transplanted subcutaneously into nude mice. Immunostaining for vascular endothelial growth factor (VEGF) and CD31 was performed to validate capillary-like networks.M1-Exos and M2-Exos were effectively absorbed by DPSCs and HUVECs. Compared with M1-Exos, M2-Exos considerably facilitated the proliferation and migration of DPSCs and HUVECs. Furthermore, M2-Exos robustly promoted ALP activity, mineral nodule deposition, and the odonto/osteogenic marker expression of DPSCs, indicating the powerful odonto/osteogenic potential of M2-Exos. In sharp contrast with M1-Exos, which inhibited the neurogenic capacity of DPSCs, M2-Exos contributed to a significantly augmented expression of neurogenic genes and the stronger immunostaining of Nestin. Consistent with remarkably enhanced angiogenic markers and tubular structure formation in DPSCs and HUVECs in vitro, the employment of M2-Exos gave rise to more abundant vascular networks, dramatically higher VEGF expression, and widely spread CD31+ tubular lumens in vivo, supporting the enormous pro-angiogenic capability of M2-Exos.The multifaceted roles of M2-Exos in ameliorating DPSC and HUVEC functions potentially contribute to complete functional pulp-dentin complex regeneration.
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