Metabolic Mechanism of Osteogenic Differentiation of Bone Marrow Mesenchymal Stem Cell Regulated by Magnetoelectric Microenvironment

间充质干细胞 细胞生物学 骨髓 干细胞 机制(生物学) 化学 生物 免疫学 物理 量子力学
作者
Han Zhao,Fangyu Zhu,Yusi Guo,Xuliang Deng,Wenwen Liu
出处
期刊:Small structures [Wiley]
卷期号:6 (4) 被引量:7
标识
DOI:10.1002/sstr.202400466
摘要

Conventional methods to stimulate the metabolism of bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) for osteogenic differentiation typically involve systemic mobilization, which faces challenges including limited in vivo half‐life, lack of selectivity, and potential side‐effects. Therefore, localized modulation of BMSCs represents a more efficient and safer alternative. However, few studies have explored the regulation of a localized stimuli‐responsive microenvironment to activate osteogenic differentiation via mitochondrial pathways and clarified its underlying mechanisms. Herein, a novel strategy to accelerate the metabolic switch of BMSCs in tissue defects through targeted modulation using built‐in magnetoelectric biomaterials is proposed. BMSCs cultured in the magnetoelectric microenvironment exhibited an increased mitochondrial membrane potential, the highest oxygen consumption rate and enhanced adenosine triphosphate production. Furthermore, BMSCs in the magnetoelectric microenvironment demonstrated a successful metabolic switch of energy resource from glycolysis to oxidative phosphorylation, indicating a strong tendency toward osteogenic differentiation. The highest multiclass metabolite profile, indicating the most active metabolic state, was shown in rats cranial defect model treated with magnetoelectric microenvironment. This research introduces a novel approach to accelerate bone defect repair by targeted modulation of BMSC mitochondria with magnetoelectric microenvironment and provides a promising direction for exploring the intrinsic mechanisms through which the magnetoelectric microenvironment promotes bone regeneration.

科研通智能强力驱动
Strongly Powered by AbleSci AI
科研通是完全免费的文献互助平台,具备全网最快的应助速度,最高的求助完成率。 对每一个文献求助,科研通都将尽心尽力,给求助人一个满意的交代。
实时播报
zshh完成签到,获得积分10
刚刚
晴天小白发布了新的文献求助10
刚刚
1秒前
Bob发布了新的文献求助10
1秒前
西门博超发布了新的文献求助10
1秒前
doctor fighting完成签到,获得积分10
1秒前
yibao发布了新的文献求助10
1秒前
橱窗完成签到,获得积分10
2秒前
爆米花的应助被周凡淇采纳,获得10
2秒前
高兴的魂幽完成签到,获得积分10
2秒前
harden9159完成签到,获得积分0
2秒前
斯文败类的应助被鲜艳的无极采纳,获得10
2秒前
华仔的应助被Zxy采纳,获得10
3秒前
鸥羡发布了新的文献求助10
3秒前
小二郎的应助被llllll采纳,获得10
3秒前
小jia很ok发布了新的文献求助10
4秒前
4秒前
111完成签到,获得积分10
5秒前
托尔斯泰滑稽完成签到,获得积分10
5秒前
端庄店员发布了新的文献求助10
6秒前
可玩性完成签到 ,获得积分10
6秒前
6秒前
科研通AI2S的应助被buuuu采纳,获得10
7秒前
7秒前
Doctorye发布了新的文献求助10
7秒前
7秒前
8秒前
Orange的应助被白白采纳,获得10
8秒前
9秒前
9秒前
Akim的应助被aaa采纳,获得10
9秒前
共享精神的应助被aaa采纳,获得10
9秒前
慕青的应助被aaa采纳,获得30
9秒前
英俊的铭的应助被aaa采纳,获得10
9秒前
9秒前
9秒前
许个愿完成签到 ,获得积分10
10秒前
10秒前
香蕉觅云的应助被oudian采纳,获得10
11秒前
英姑的应助被wuliaojunzuor采纳,获得10
11秒前
高分求助中
(应助此贴封号)【重要!!请各用户(尤其是新用户)详细阅读】【科研通的精品贴汇总】 10000
Encyclopedia of Modern Artificial Intelligence 1000
Особенности технологий и методов информационно-психологических войн СССР с Великобританией и США в период 1939-1953 гг 1000
Das Matthäusevangelium: Kapitel 1:1–17 1000
IRTSD: Open-Source Data and Toolset for Electromagnetic Transient Analysis of Disturbances and IBR Control Malfunctions in Transmission Systems 1000
Entre Praga y Madrid : los contactos checoslovaco-españoles (1948-1977) 600
A REVIEW OF THE V-22 DYNAMICS VALIDATION PROGRAM 600
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 计算机科学 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 物理 复合材料 内科学 催化作用 光电子学 人工智能 细胞生物学 无机化学 物理化学 数学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 8129025
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 9531447
关于积分的说明 21590629
捐赠科研通 7709963
什么是DOI,文献DOI怎么找? 3417531
关于科研通互助平台的介绍 2543092
邀请新用户注册赠送积分活动 2458861