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細(xì)胞外囊泡有望成為治療骨關(guān)節(jié)炎的新方法

 干細(xì)胞與外泌體 2023-08-23 發(fā)布于廣東

骨關(guān)節(jié)炎(OA)是一種慢性關(guān)節(jié)疾病,主要表現(xiàn)為關(guān)節(jié)軟骨退化、骨贅形成、軟骨下骨重塑和滑膜炎癥。目前臨床OA多采用藥物治療,但不能修復(fù)已經(jīng)退變的軟骨。

由于細(xì)胞外囊泡(EVs)具有抗炎、促進(jìn)組織再生、在多種組織中誘導(dǎo)愈合的潛力,EVs一直是再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的熱點(diǎn)。EVs在OA進(jìn)程中的重要性已逐漸受到關(guān)注,且其在軟骨修復(fù)和OA中的治療價(jià)值逐漸被揭示。EVs已成為OA治療及預(yù)防研究的重點(diǎn),有望成為未來(lái)OA治療的方向。

骨關(guān)節(jié)炎(OA)是一種以軟骨退變、軟骨下骨硬化、骨贅形成以及滑膜炎癥為特征的退行性關(guān)節(jié)疾病,可導(dǎo)致疼痛、畸形和關(guān)節(jié)功能障礙。

臨床治療主要包括藥物療法、物理療法和手術(shù)療法,以及其他基于緩解疼痛的綜合療法,但上述治療僅能夠一定程度緩解疼痛,改善關(guān)節(jié)功能,無(wú)法從根本上逆轉(zhuǎn)膝關(guān)節(jié)進(jìn)一步退變的進(jìn)程。

近年來(lái),細(xì)胞外囊泡(EVs)在組織工程和再生醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的研究進(jìn)展引起了廣大學(xué)者的極大關(guān)注,并成為再生醫(yī)學(xué)中控制炎癥、修復(fù)損傷、促進(jìn)再生等研究的新領(lǐng)域。

EVs包括外泌體(exosome,Exo)、微囊泡和凋亡小體,是細(xì)胞分泌傳遞生物信號(hào)的納米級(jí)細(xì)胞間信使。

EVs在OA軟骨形成和軟骨再生中具有潛在作用,源自軟骨細(xì)胞的EVs可在體外誘導(dǎo)祖細(xì)胞和干細(xì)胞分化為成熟的軟骨細(xì)胞,這被認(rèn)為是修復(fù)軟骨損傷最有希望的治療方法。

EVs還可提高抗炎和免疫調(diào)節(jié)細(xì)胞因子水平,并降低炎癥細(xì)胞因子水平,因此,應(yīng)用來(lái)自間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)的EVs治療OA具有巨大潛力。

細(xì)胞外囊泡在骨關(guān)節(jié)炎治療中的作用

目前OA的主要治療是減輕疼痛、改善關(guān)節(jié)功能,治療方案包括手術(shù)治療及非手術(shù)治療。對(duì)輕度至中度膝關(guān)節(jié)OA患者,一般選擇非手術(shù)治療,主要包括鎮(zhèn)痛、減重、理療等。

對(duì)于非手術(shù)治療無(wú)效的晚期OA患者,可采用手術(shù)治療,包括脛骨高位截骨術(shù)、人工關(guān)節(jié)置換術(shù)、關(guān)節(jié)鏡下清理術(shù)等。間充質(zhì)干細(xì)胞(MSC)具有旁分泌作用,可合成和分泌多種生長(zhǎng)因子,而趨化因子和細(xì)胞因子可以極大地影響其相鄰細(xì)胞,同時(shí)MSC可分泌多種類型的EVs,如微囊泡和Exo。EVs具有緩解疼痛、抑制炎癥、減緩軟骨破壞的作用,未來(lái)EVs聯(lián)合自噬相關(guān)藥物可能是治療OA的重要方法。

  1. 緩解疼痛并抑制炎癥。目前,非甾體抗炎藥和物理療法是緩解OA疼痛的主要治療方法,且兩者聯(lián)用效果更佳。研究顯示,MSC來(lái)源Exo關(guān)節(jié)內(nèi)注射可有效促進(jìn)軟骨修復(fù)和ECM合成,減輕膝關(guān)節(jié)疼痛,其中降鈣素基因相關(guān)蛋白質(zhì)水平降低是疼痛減輕的重要因素。

  2. 促進(jìn)軟骨再生與修復(fù)。在OA進(jìn)展中,軟骨損傷及缺失逐漸加重,導(dǎo)致疼痛癥狀和功能障礙越來(lái)越嚴(yán)重,目前晚期OA階段的軟骨損傷修復(fù)仍是臨床OA治療的重大挑戰(zhàn),EVs可抑制炎癥反應(yīng)、促進(jìn)軟骨細(xì)胞合成代謝,在OA治療中發(fā)揮重要作用。

EVs在OA發(fā)病、進(jìn)展及治療中發(fā)揮關(guān)鍵作用,未來(lái)在EVs用于OA的轉(zhuǎn)化研究和治療干預(yù)時(shí),可根據(jù)現(xiàn)有的診斷和治療進(jìn)行評(píng)估。EVs可通過(guò)提高細(xì)胞活力、促進(jìn)細(xì)胞增殖來(lái)抑制炎癥,誘導(dǎo)組織修復(fù)和再生,并預(yù)防OA進(jìn)一步惡化。理論上,EVs可以傳遞與其親代細(xì)胞相同的信號(hào),與直接細(xì)胞移植相比,EVs提供了更簡(jiǎn)單、更安全、更實(shí)用、更易控制的解決方案。

參考文獻(xiàn):
  1. Tsiapalis D,O'Driscoll L. Mesenchymal Stem Cell Derived Extra-cellular Vesicles for Tissue Engineering and Regenerative Medi-cine Applications[J]. Cells,2020,9(4) :991.
  2. Li Q,Yu H,Sun M,et al. The tissue origin effect of extracellularvesicles on cartilage and bone regeneration [J]. Acta Biomater,2021,125:253-266.

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