清晨好,您是今天最早来到科研通的研友!由于当前在线用户较少,发布求助请尽量完整地填写文献信息,科研通机器人24小时在线,伴您科研之路漫漫前行!

Lactate-functionalized 3D-printed PCL/nHA scaffold drives BMSC osteogenesis via metabolic-epigenetic crosstalk

3d打印 串扰 脚手架 化学 表观遗传学 纳米技术 材料科学 生物医学工程 生物化学 工程类 基因 电子工程
作者
Min Zeng,Hao Liu,Wei Lu,Can Chen,Zhangyuan Lin,Ruibo Zhao
出处
期刊:Materials today bio [Elsevier BV]
卷期号:33: 102101-102101 被引量:3
标识
DOI:10.1016/j.mtbio.2025.102101
摘要

Critical-sized bone defects pose significant clinical challenges due to the limited regenerative potential of human bone mesenchymal stem cells (BMSCs). To address this, we developed a 3D-printed polycaprolactone/nano-hydroxyapatite scaffold functionalized with sodium lactate (PCL/nHA/SL) to synergistically integrate structural support with metabolic-epigenetic modulation. The lactate-functionalized scaffold demonstrated excellent biocompatibility, facilitating BMSC adhesion, proliferation, and osteogenic differentiation. Compared to non-functionalized controls, the PCL/nHA/SL scaffold markedly enhanced osteogenesis, as evidenced by accelerated mineralization and upregulation of key osteogenic markers. Proteomic analysis revealed that lactate incorporation induced lysine lactylation modifications, with STAT1 identified as a central regulatory target. Mechanistic studies established that lactylation redirected STAT1 subcellular localization, thereby liberating RUNX2 to activate osteogenic transcriptional programs. Genetic validation underscored the critical role of STAT1 lactylation in orchestrating this metabolic-epigenetic crosstalk. In vivo evaluations further demonstrated the scaffold's capacity to drive functional bone regeneration in critical-sized defects, achieving robust trabecular bone formation. This study introduces a novel biomaterial strategy that couples 3D-printed architecture with lactate-driven metabolic reprogramming to overcome intrinsic barriers in BMSC-mediated osteogenesis. The findings highlight the potential of metabolic-epigenetic engineering in bone tissue regeneration and provide a translatable platform for complex defect repair. This illustration depicts a 3D-printed PCL/nHA scaffold releasing lactate to drive BMSC metabolic reprogramming and STAT1 lactylation. Cytoplasmic STAT1 relocation activates nuclear Runx2, triggering osteogenic gene expression. In vivo, the PCL/nHA/SL scaffold regenerates critical-sized bone defects with mature trabeculae.
最长约 10秒,即可获得该文献文件

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
欣欣完成签到,获得积分10
16秒前
wangzhao完成签到,获得积分10
32秒前
PHI完成签到 ,获得积分10
35秒前
wuju完成签到,获得积分10
38秒前
PPSlu完成签到,获得积分10
53秒前
Jonathan完成签到,获得积分10
54秒前
assiance发布了新的文献求助10
1分钟前
Wang完成签到 ,获得积分20
1分钟前
1分钟前
随心所欲完成签到 ,获得积分10
2分钟前
cadcae发布了新的文献求助30
2分钟前
2分钟前
2分钟前
cadcae完成签到,获得积分10
3分钟前
goodsheperd完成签到 ,获得积分10
3分钟前
美丽心情完成签到,获得积分10
3分钟前
愉快的丹彤完成签到 ,获得积分10
3分钟前
一指墨完成签到,获得积分10
4分钟前
4分钟前
一指墨发布了新的文献求助10
4分钟前
assiance发布了新的文献求助10
5分钟前
dhx7530完成签到 ,获得积分10
5分钟前
李木禾完成签到 ,获得积分10
5分钟前
fabius0351完成签到 ,获得积分10
5分钟前
Kelly1426完成签到,获得积分10
6分钟前
6分钟前
7分钟前
7分钟前
allrubbish完成签到,获得积分10
7分钟前
乐乐应助笑点低的电话采纳,获得10
7分钟前
李爱国应助assiance采纳,获得10
7分钟前
浚稚完成签到 ,获得积分10
7分钟前
沙海沉戈完成签到,获得积分0
8分钟前
寒冷的月亮完成签到 ,获得积分10
8分钟前
8分钟前
assiance发布了新的文献求助10
8分钟前
Hiram完成签到,获得积分0
8分钟前
卓卓卓完成签到 ,获得积分10
8分钟前
逍遥子完成签到,获得积分10
8分钟前
8分钟前
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
Developing Genetic Editing Tools for Lysobacter 2000
卤化钙钛矿人工突触的研究 2000
Моделирование процессов самоорганизации в кристаллообразующих системах 1000
History of U.S. Space Surveillance and Satellite Cataloging 1000
Malcolm Fraser : a biography 700
Signals, Systems, and Signal Processing 610
热门求助领域 (近24小时)
化学 材料科学 医学 生物 纳米技术 工程类 有机化学 化学工程 生物化学 计算机科学 物理 内科学 复合材料 催化作用 物理化学 光电子学 电极 细胞生物学 基因 无机化学
热门帖子
关注 科研通微信公众号,转发送积分 6515520
求助须知:如何正确求助?哪些是违规求助? 8308657
关于积分的说明 17757249
捐赠科研通 5617543
什么是DOI,文献DOI怎么找? 2925076
邀请新用户注册赠送积分活动 1902049
关于科研通互助平台的介绍 1763427