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김해원
김해원 (Hae-Won Kim) 저자 이메일 보기
단국대학교 조직재생공학연구원/치과대학
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213 KB
  CV updated 2022-01-18 13:27
 
조회 229  인쇄하기 주소복사 트위터 공유 페이스북 공유 
Diabetic bone regeneration with nanoceria-tailored scaffolds by recapitulating cellular microenvironment: Activating integrin/TGF-β co-signaling of MSCs while relieving oxidative stress
열기 Authors and Affiliations

Abstract

Regenerating defective bone in patients with diabetes mellitus remains a significant challenge due to high blood glucose level and oxidative stress. Here we aim to tackle this issue by means of a drug- and cell-free scaffolding approach. We found the nanoceria decorated on various types of scaffolds (fibrous or 3D-printed one; named nCe-scaffold) could render a therapeutic surface that can recapitulate the microenvironment: modulating oxidative stress while offering a nanotopological cue to regenerating cells. Mesenchymal stem cells (MSCs) recognized the nanoscale (tens of nm) topology of nCe-scaffolds, presenting highly upregulated curvature-sensing membrane protein, integrin set, and adhesion-related molecules. Osteogenic differentiation and mineralization were further significantly enhanced by the nCe-scaffolds. Of note, the stimulated osteogenic potential was identified to be through integrin-mediated TGF-β co-signaling activation. Such MSC-regulatory effects were proven in vivo by the accelerated bone formation in rat calvarium defect model. The nCe-scaffolds further exhibited profound enzymatic and catalytic potential, leading to effectively scavenging reactive oxygen species in vivo. When implanted in diabetic calvarium defect, nCe-scaffolds significantly enhanced early bone regeneration. We consider the currently-exploited nCe-scaffolds can be a promising drug- and cell-free therapeutic means to treat defective tissues like bone in diabetic conditions.

논문정보
- 형식: Research article
- 게재일: 2022년 08월 (BRIC 등록일 2022-08-30)
- 연구진: 국내연구진태극기
- 분야: Cell_Biology, Nanobio
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