The application of blood plasma for soft tissue wound healing is receiving much more attention recently. Exosomes are critical paracrine mediators that can be obtained from biological fluids including plasma and be able to induce regenerative effects by transferring bioactive molecules such as microRNAs (miRNAs). This study aimed to investigate the effects of exosomes from human umbilical cord blood plasma (UCB-Exos) on wound healing and to elucidate the underlying mechanism. Methods: UCB-Exos were isolated by ultracentrifugation and subcutaneously injected into full-thickness skin wounds in mice. The efficacy of UCB-Exos on wound healing was evaluated by measuring wound closure rates, histological analysis and immunofluorescence examinations. In vitro, quantitative real-time PCR (qRT-PCR) analysis was performed to detect the expression levels of a class of miRNAs that have positive roles in regulating wound healing. The scratch wound assay, transwell assay and cell counting kit-8 analysis were conducted to assess the effects of UCB-Exos on migration and proliferation of human skin fibroblasts and endothelial cells. Tube formation assay was carried out to test the impact of UCB-Exos on angiogenic tube formation ability of endothelial cells. Meanwhile, by using specific RNA inhibitors or siRNAs, the roles of the candidate miRNA and its target genes in UCB-Exos-induced regulation of function of fibroblasts and endothelial cells were assessed. Results: The local transplantation of UCB-Exos into mouse skin wounds resulted in accelerated re-epithelialization, reduced scar widths, and enhanced angiogenesis. In vitro, UCB-Exos could promote the proliferation and migration of fibroblasts, and enhance the angiogenic activities of endothelial cells. Notably, miR-21-3p was found to be highly enriched in UCB-Exos and served as a critical mediator in UCB-Exos -induced regulatory effects through inhibition of phosphatase and tensin homolog (PTEN) and sprouty homolog 1 (SPRY1). Conclusion: Our results suggest that UCB-Exos are important effectors of plasma activity and can be used as a novel promising strategy for soft tissue wound healing.

Chronic non-healing wounds represent one of the most common complications of diabetes and need advanced treatment strategies. Exosomes are key mediators of cell paracrine action and can be directly utilized as therapeutic agents for tissue repair and regeneration. Here, we explored the effects of exosomes from human urine-derived stem cells (USC-Exos) on diabetic wound healing and the underlying mechanism. Methods: USCs were characterized by flow cytometry and multipotent differentiation potential analyses. USC-Exos were isolated from the conditioned media of USCs and identified by transmission electron microscopy and flow cytometry. A series of functional assays in vitro were performed to assess the effects of USC-Exos on the activities of wound healing-related cells. Protein profiles in USC-Exos and USCs were examined to screen the candidate molecules that mediate USC-Exos function. The effects of USC-Exos on wound healing in streptozotocin-induced diabetic mice were tested by measuring wound closure rates, histological and immunofluorescence analyses. Meanwhile, the role of the candidate protein in USC-Exos-induced regulation of angiogenic activities of endothelial cells and diabetic wound healing was assessed. Results: USCs were positive for CD29, CD44, CD73 and CD90, but negative for CD34 and CD45. USCs were able to differentiate into osteoblasts, adipocytes and chondrocytes. USC-Exos exhibited a cup- or sphere-shaped morphology with a mean diameter of 51.57 ± 2.93 nm and positive for CD63 and TSG101. USC-Exos could augment the functional properties of wound healing-related cells including the angiogenic activities of endothelial cells. USC-Exos were enriched in the proteins that are involved in regulation of wound healing-related biological processes. Particularly, a pro-angiogenic protein called deleted in malignant brain tumors 1 (DMBT1) was highly expressed in USC-Exos. Further functional assays showed that DMBT1 protein was required for USC-Exos-induced promotion of angiogenic responses of cultured endothelial cells, as well as angiogenesis and wound healing in diabetic mice. Conclusion: Our findings suggest that USC-Exos may represent a promising strategy for diabetic soft tissue wound healing by promoting angiogenesis via transferring DMBT1 protein.

In elderly people particularly in postmenopausal women, inadequate bone formation by osteoblasts originating from bone marrow mesenchymal stem cells (BMSCs) for compensation of bone resorption by osteoclasts is a major reason for osteoporosis. Enhancing osteoblastic differentiation of BMSCs is a feasible therapeutic strategy for osteoporosis. Here, bone marrow stromal cell (ST)-derived exosomes (STExos) are found to remarkably enhance osteoblastic differentiation of BMSCs in vitro. However, intravenous injection of STExos is inefficient in ameliorating osteoporotic phenotypes in an ovariectomy (OVX)-induced postmenopausal osteoporosis mouse model, which may be because STExos are predominantly accumulated in the liver and lungs, but not in bone. Hereby, the STExo surface is conjugated with a BMSC-specific aptamer, which delivers STExos into BMSCs within bone marrow. Intravenous injection of the STExo-Aptamer complex enhances bone mass in OVX mice and accelerates bone healing in a femur fracture mouse model. These results demonstrate the efficiency of BMSC-specific aptamer-functionalized STExos in targeting bone to promote bone regeneration, providing a novel promising approach for the treatment of osteoporosis and fracture.

Abstract Background Vascular calcification is a common vascular lesion associated with high morbidity and mortality from cardiovascular events. Antibiotics can disrupt the gut microbiota (GM) and have been shown to exacerbate or attenuate several human diseases. However, whether antibiotic-induced GM disruption affects vascular calcification remains unclear. Methods Antibiotic cocktail (ABX) treatment was utilized to test the potential effects of antibiotics on vascular calcification. The effects of antibiotics on GM and serum short-chain fatty acids (SCFAs) in vascular calcification mice were analyzed using 16 S rRNA gene sequencing and targeted metabolomics, respectively. Further, the effects of acetate, propionate and butyrate on vascular calcification were evaluated. Finally, the potential mechanism by which acetate inhibits osteogenic transformation of VSMCs was explored by proteomics. Results ABX and vancomycin exacerbated vascular calcification. 16 S rRNA gene sequencing and targeted metabolomics analyses showed that ABX and vancomycin treatments resulted in decreased abundance of Bacteroidetes in the fecal microbiota of the mice and decreased serum levels of SCFAs. In addition, supplementation with acetate was found to reduce calcium salt deposition in the aorta of mice and inhibit osteogenic transformation in VSMCs. Finally, using proteomics, we found that the inhibition of osteogenic transformation of VSMCs by acetate may be related to glutathione metabolism and ubiquitin-mediated proteolysis. After adding the glutathione inhibitor Buthionine sulfoximine (BSO) and the ubiquitination inhibitor MG132, we found that the inhibitory effect of acetate on VSMC osteogenic differentiation was weakened by the intervention of BSO, but MG132 had no effect. Conclusion ABX exacerbates vascular calcification, possibly by depleting the abundance of Bacteroidetes and SCFAs in the intestine. Supplementation with acetate has the potential to alleviate vascular calcification, which may be an important target for future treatment of vascular calcification.

Abstract The etiology of epilepsy remains undefined in two-thirds of patients. Here, we identified a de novo mutation of ATP1A2 (c.2426 T>G, p.Leu809Arg), which encodes the α2 subunit of Na + /K + -ATPase, from a family with idiopathic epilepsy. This mutation caused seizures in the study patients. We generated the point mutation mouse model Atp1a2 L809R , which recapitulated the epilepsy observed in the study patients. In Atp1a2 L809R/WT mice, convulsions were observed and cognitive and memory function was impaired. This mutation affected the potassium binding function of the protein, disabling its ion transport ability, thereby increasing the frequency of nerve impulses. Our work revealed that ATP1A2 L809R mutations cause a predisposition to epilepsy. Moreover, we first provide a point mutation mouse model for epilepsy research and drug screening.

Abstract Multiple myeloma (MM) is an incurable hematological malignancy characterized by relapse and drug resistance. This study investigates the potential of angstrom‐scale silver particles (F‐AgÅPs) to selectively target and eliminate MM cells, focusing on their susceptibility and underlying mechanisms. F‐AgÅPs are synthesized using a pure physical high‐efficiency evaporation‐condensation method and coated with fructose, and their cytotoxic effects on MM cell lines are evaluated through cell viability assays and flow cytometry. Reactive oxygen species (ROS) levels are measured to elucidate oxidative stress, while the role of nuclear factor erythroid 2‐related factor 2 (NRF2) is examined via western blotting and quantitative PCR. In vivo, the therapeutic potential of F‐AgÅPs is assessed using a MM xenograft mouse model. F‐AgÅPs exhibited significant cytotoxicity in MM cells at low concentrations, with higher ROS levels leading to oxidative damage and NRF2 accumulation. This effect is mitigated by the ROS scavenger N‐acetyl‐l‐cysteine. Additionally, the NRF2 activator dimethyl fumarate (DMF) enhanced F‐AgÅPs‐induced cytotoxicity in vitro and suppressed myeloma growth in vivo. These findings suggest that combining DMF with F‐AgÅPs is a promising therapeutic strategy for MM, effectively targeting ROS‐induced oxidative damage through NRF2 activation.