Nanomaterials play an important role in mimicking the biochemical and biophysical cues of the extracellular matrix in human mesenchymal stem cells (MSCs). Increasing studies have demonstrated the crucial impact of functional groups on MSCs, while limited research is available on how the functional group's density on nanoparticles regulates MSC behavior. Herein, the effects of dendritic polyglycerol (dPG)-conjugated gold nanostars (GNSs) with different densities of functional groups on the osteogenesis of MSCs are systematically investigated. dPG@GNS nanocomposites have good biocompatibility and the uptake by MSCs is in a functional group density-dependent manner. The osteogenic differentiation of MSCs is promoted by all dPG@GNS nanocomposites, in terms of alkaline phosphatase activity, calcium deposition, and expression of osteogenic protein and genes. Interestingly, the dPGOH@GNSs exhibit a slight upregulation in the expression of osteogenic markers, while the different charged densities of sulfate and amino groups show more efficacy in the promotion of osteogenesis. Meanwhile, the sulfated nanostars dPGS20@GNSs show the highest enhancement. Furthermore, various dPG@GNS nanocomposites exerted their effects by regulating the activation of Yes-associated protein (YAP) to affect osteogenic differentiation. These results indicate that dPG@GNS nanocomposites have functional group density-dependent influence on the osteogenesis of MSCs, which may provide a new insight into regulating stem cell fate.

中文翻译：

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具有不同密度的官能团的树突状聚甘油共轭金纳米星，可调节人间充质干细胞的成骨作用

纳米材料在模仿人间充质干细胞（MSCs）中细胞外基质的生化和生物物理线索中起着重要作用。越来越多的研究证明了官能团对MSC的关键影响，而关于官能团在纳米颗粒上的密度如何调节MSC行为的研究还很有限。本文中，系统地研究了具有不同密度的官能团的树突状聚甘油（dPG）缀合的金纳米星（GNS）对MSCs成骨的影响。dPG @ GNS纳米复合材料具有良好的生物相容性，并且MSC的吸收以官能团密度依赖性方式存在。就碱性磷酸酶的活性，钙的沉积，钙的沉积，所有的dPG @ GNS纳米复合材料而言，MSC的成骨分化都得到了促进。和成骨蛋白和基因的表达。有趣的是，dPGOH @ GNSs在成骨标志物的表达中略有上调，而硫酸根和氨基的不同电荷密度在促进成骨方面显示出更大的功效。同时，硫酸盐化的纳米星dPGS20 @ GNSs显示出最高的增强。此外，各种dPG @ GNS纳米复合材料通过调节Yes相关蛋白（YAP）的活化来影响成骨分化而发挥作用。这些结果表明，dPG @ GNS纳米复合材料对MSC的成骨作用具有官能团密度依赖性影响，这可能为调节干细胞命运提供新的见识。硫酸根和氨基的不同电荷密度在促进成骨方面显示出更大的功效。同时，硫酸盐化的纳米星dPGS20 @ GNSs显示出最高的增强。此外，各种dPG @ GNS纳米复合材料通过调节Yes相关蛋白（YAP）的活化来影响成骨分化而发挥作用。这些结果表明，dPG @ GNS纳米复合材料对MSC的成骨作用具有官能团密度依赖性影响，这可能为调节干细胞命运提供新的见识。硫酸根和氨基的不同电荷密度在促进成骨方面显示出更大的功效。同时，硫酸盐化的纳米星dPGS20 @ GNSs显示出最高的增强。此外，各种dPG @ GNS纳米复合材料通过调节Yes相关蛋白（YAP）的活化来影响成骨分化而发挥作用。这些结果表明，dPG @ GNS纳米复合材料对MSC的成骨作用具有官能团密度依赖性影响，这可能为调节干细胞命运提供新的见识。各种dPG @ GNS纳米复合材料通过调节Yes相关蛋白（YAP）的活化来影响成骨分化而发挥作用。这些结果表明，dPG @ GNS纳米复合材料对MSC的成骨作用具有官能团密度依赖性影响，这可能为调节干细胞命运提供新的见识。各种dPG @ GNS纳米复合材料通过调节Yes相关蛋白（YAP）的活化来影响成骨分化而发挥作用。这些结果表明，dPG @ GNS纳米复合材料对MSC的成骨作用具有官能团密度依赖性影响，这可能为调节干细胞命运提供新的见识。