外泌体调控软骨细胞外基质稳态的分子机制2025-05-27 08:35:52
软骨细胞外基质主要由Ⅱ型胶原蛋白和多种蛋白多糖构成，为软骨细胞提供结构支撑及营养，并可调节局部生物力学以减轻软骨负荷。但在OA病理环境下，MMPs和ADAMTS等蛋白酶的激活将会致使细胞外基质降解，诱导软骨细胞凋亡，加速关节病变。研究表明，ADSCs的干预可缓解兔OA模型中关节软骨的退变，其旁分泌效应可通过下调TNF-α抑制软骨细胞中MMP-13表达，保护细胞外基质。体外研究显示，ADSC-Exos自身携带的miRNA-93-5p可介导PI3K/AKT/mTOR信号通路靶向下调ADAMTS-9水平，以减少软骨细胞自噬和凋亡，抑制炎症因子释放，并改善基质降解。而由于OA患者关节软骨血管和神经修复能力有限，促进软骨自我愈合则成为了治疗OA的关键挑战。Wang等人发现，miRNA-486-5p过表达修饰后的ADSC-Exos可通过抑制内质网应激，减弱IL-3诱导的软骨细胞凋亡，抑制巨噬细胞M1型极化，并促进基质再生，且其关节内注射对OA大鼠的缓解效果优于miRNA-486-5p直接给药。此外，髌下脂肪垫来源的ADSC-Exos也可抑制OA小鼠中软骨细胞凋亡，调节代谢平衡，维持软骨稳态并改善步态异常，其机制可能与外泌体中miR-100-5p靶向抑制mTOR信号通路，促进软骨细胞自噬相关。骨关节炎在引发软骨组织病变的同时，也会累及整个关节，影响骨重塑、骨赘形成以及滑膜组织稳态，进一步加重关节功能障碍。
研究发现，经脉冲电磁场干预的ADSC-Exos可被IL-8激活的软骨细胞内吞，从而抑制炎症反应和基质降解；通过关节腔注射这些外泌体，可显著增加胫骨近端骨小梁密度，减少软骨表面缺损，促进骨重塑。在腰椎小关节炎症模型中，缺氧预处理后的ADSC-Exos系统移植可有效缓解关节软骨退化，改善胶原蛋白和蛋白聚糖分布，调节软骨下骨代谢平衡及H型血管正常化。对于滑膜组织，成纤维细胞会受到OA关节微环境影响产生炎症，致使滑膜增生或纤维化，加速OA进程。
出自《脂肪间充质干细胞外泌体改善软骨损伤的研究进展》 作者:王琳，唐骜，彭博.
