今天带来的这篇文章由南京大学等多所院校联合发表，围绕“将植物来源细胞外囊泡（EVs）与ROS响应性水凝胶结合，并通过巨噬细胞重编程促进骨折愈合”展开，选题和研究思路都很值得推敲~
选题上，植物EVs在骨修复领域基因层面的靶向机制目前尚不明确，所以，作者针对非愈合、延迟愈合及植物EVs作用时间短、靶向性差等两个层面的问题，设计了这个思路~
在研究思路方面，这篇文章整合了单细胞数据（公开数据）、网络药理学、组织工程学等多领域技术，从分子机制到体内外验证形成了完整研究链。其中，单细胞和网药部分是最关键的，因为作者是通过单细胞数据分析筛选到了M1 巨噬细胞，然后结合网络药理学锁定 MMP12为核心靶点，明确了MMP12/NF-κB 轴调控巨噬细胞极化的分子路径。这两步是研究进展下去的关键。
这种从生信入手初步筛选机制，再到基础验证的闭环设计，非常符合国自然“机制研究”的高分要求，大家可以模仿学习。对胞外囊泡相关思路感兴趣，但思路设计还没成形的朋友，可以随时滴滴大仲协助选题以及思路设计！
骨折愈合是一个复杂的过程，常伴有骨不连和延迟愈合，而巨噬细胞极化是炎症和组织修复的关键调节因子。单细胞RNA测序（scRNA-seq）已经鉴定出在骨折部位M1型巨噬细胞高表达的基因，这些基因与巨噬细胞极化密切相关。植物源性细胞外囊泡（COEVs）已显示出作为抗炎剂的潜力，但受作用时间短和靶向性差的限制。
设计思路
1、首先通过单细胞数据（GSE217792）阐明了骨折愈合过程中炎症免疫微环境中M1型巨噬细胞极化的机制。
2、随后通过网络药理学的整合，发现MMP12是COEVs中的一个靶点，可以在骨折愈合过程中调节巨噬细胞极化。
3、通过体外实验验证COEVs对靶点的调节作用及其在巨噬细胞极化中的重编程作用。
4、为了解决作用时间短和COEVs靶向性差的局限性，设计了一种通过PS（磷脂酰丝氨酸）修饰的包封COEVs的ROS响应性水凝胶（Gel-BA/KGM）。
5、对该水凝胶的微观结构、机械性能、可注射性、自修复性、溶胀性和黏附性，以及其ROS响应性和植物EVs的释放行为进行了综合评估。
6、通过体外实验验证 Gel-BA/KGM@PS-COEVs 对 M1 巨噬细胞向 M2 表型转化的调控作用，以及对骨髓间充质干细胞（BMSCs）成骨分化的促进效果。
7、在大鼠股骨骨折模型中，通过微CT、组织学染色、免疫组化等技术，评估骨修复效果、巨噬细胞极化状态及成骨标志物表达。
8、通过细胞毒性、溶血实验、体内器官组织学分析及血液生化检测，确认制剂的生物相容性和安全性。
主要结果
单细胞数据分析表明M1 巨噬细胞为关键调控细胞，在不愈合骨折中，M1型巨噬细胞表现出增强的促炎信号，这可能导致持续的炎症和受损的骨折愈合。
通过网络药理学鉴定出MMP12是由金盏花来源的EVs（COEVs）调控的靶点，MMP12很可能是COEVs调控M1巨噬细胞功能的靶点。对 COEVs 进行PS修饰后，PS COEVs在调控M1巨噬细胞重编程方面具有更强的能力。
为了增强COEVs的治疗潜力，开发了一种ROS响应性水凝胶，该水凝胶包裹了PS修饰的COEVs，用于巨噬细胞靶向。该水凝胶表现出优异的机械性能、可注射性、自修复性和ROS响应性。
体外实验表明Gel-BA/KGM@PS-COEV沉默MMP12，从而减弱NF-κB信号，引导M1巨噬细胞趋向抗炎的M2表型。
为进一步阐明Gel-BA/KGM@PS-COEVs介导巨噬细胞调节对BMSCs骨生成行为的影响，采用了细胞共培养系统。结果表明Gel-BA/KGM@PS-COEVs-介导的巨噬细胞调控不仅增强了BMSCs的成骨潜能，而且为骨形成提供了一个有利的微环境。
体内外实验进一步证实了Gel-BA/KGM@PS-COEVs的生物相容性、调控靶基因、巨噬细胞重编程和促进成骨的能力，为骨折修复提供了一种新的治疗方法。
大仲点评
这篇文章通过单细胞初步分析骨折部位的免疫微环境，明确巨噬细胞与成骨细胞的异常相互作用，通过网药确定关键靶点和通路，最后通过体内外验证进行多维度的评估，层层递进，确实是一篇非常值得学习的文章。大仲之前分享过转录组+网药筛选机制的思路，而从单细胞角度设计的比较少，喜欢这个思路的朋友，抓紧行动起来，有需要随时滴滴大仲，选题→思路设计→生信分析，好本子团队一一帮你完成~
