外泌體在骨關(guān)節(jié)炎發(fā)病及治療中的作用和機(jī)制研究*

王劉欣，王賀林，張勉

（1.空軍軍醫(yī)大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院一大隊(duì)一隊(duì)，陜西西安 710032；2.空軍軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院醫(yī)療康復(fù)科，陜西西安 710032；3.空軍軍醫(yī)大學(xué)第三附屬醫(yī)院口腔解剖生理學(xué)教研室，陜西西安 710032）

骨關(guān)節(jié)炎（Osteoarthritis,OA）是一種常見的關(guān)節(jié)退行性疾病，在世界范圍內(nèi)具有較高的發(fā)病率，會(huì)導(dǎo)致患者疼痛和殘疾[1]。OA 的主要特征為軟骨退化、軟骨下骨硬化、滑膜退化、韌帶鈣化和骨贅形成等。目前OA 的治療方式較為局限，早期可用鎮(zhèn)痛藥物治療，但晚期主要進(jìn)行關(guān)節(jié)置換手術(shù)[2]。外泌體是直徑30～150 nm 的一種細(xì)胞外囊泡，其來源廣泛，在細(xì)胞間的交流中起到重要作用。隨著近年來外泌體研究的深入，越來越多的資料顯示外泌體與關(guān)節(jié)疾病的進(jìn)展相關(guān)（包括OA、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎等）[3]，本文就外泌體在OA 中的作用進(jìn)行綜述。

1 外泌體的來源及構(gòu)成

外泌體是細(xì)胞間交流的關(guān)鍵介質(zhì)之一，其參與正常的生理過程，并在疾病的發(fā)展、發(fā)展中發(fā)揮重要作用。

1.1 外泌體的來源

細(xì)胞外囊泡是細(xì)胞分泌到細(xì)胞外的脂質(zhì)囊泡，基于不同的合成途徑、釋放通路、大小、內(nèi)容物和功能，其可分為微囊泡、外泌體、凋亡小體和腫瘤小泡。其中外泌體起源于細(xì)胞膜的內(nèi)吞作用，主要通過細(xì)胞內(nèi)溶酶體微粒內(nèi)陷，進(jìn)而在生長(zhǎng)因子的作用下形成攜帶有多種信息的多囊泡體，其外膜與細(xì)胞膜融合后，將外泌體釋放到胞外基質(zhì)中[4-5]。外泌體來源多樣，不論是在正常生理狀態(tài)下還是病理狀態(tài)下，幾乎所有細(xì)胞都可以產(chǎn)生外泌體。其中具有免疫活性的外泌體大多來自樹突狀細(xì)胞、巨噬細(xì)胞、淋巴細(xì)胞和各種腫瘤細(xì)胞，參與抗原提呈、免疫激活、免疫抑制和免疫監(jiān)視的過程；而另一種外泌體則來源于體內(nèi)絕大部分類型的細(xì)胞（成纖維細(xì)胞、成骨細(xì)胞、軟骨細(xì)胞、滑膜細(xì)胞、間充質(zhì)干細(xì)胞等），主要介導(dǎo)細(xì)胞間的通信，調(diào)節(jié)自身細(xì)胞與組織或者鄰近組織器官的功能[6-7]。

外泌體目前常見的分離方式有：超速離心法、聚合物沉淀法、分子篩色譜層析法、密度梯度離心法、膜超濾法、免疫親和捕獲法等。根據(jù)其來源不同選擇不同的分離方法，單獨(dú)使用一種方式難以獲得高質(zhì)量的外泌體，故通過多種方式結(jié)合以提高分離純度和獲取效率。隨著基于微流控分離技術(shù)的發(fā)展，也提高了外泌體分離純度與敏感性[8]。在分離出外泌體后，需要對(duì)其進(jìn)行鑒定，主要包括物理及生物化學(xué)性質(zhì)的鑒定。通過掃描電鏡觀察表面微觀結(jié)構(gòu)，透射電鏡觀察外泌體內(nèi)部結(jié)構(gòu)及形態(tài)，動(dòng)態(tài)光散射法和納米顆粒跟蹤分析儀分析外泌體的粒徑范圍與濃度，應(yīng)用蛋白質(zhì)印跡法結(jié)合流式細(xì)胞術(shù)檢測(cè)特征性標(biāo)志蛋白ALIX、CD63、CD81 及來源細(xì)胞上的標(biāo)志物。不同的鑒定方法不能同時(shí)對(duì)物理性質(zhì)及生物化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行鑒定，因此需要多種方式結(jié)合進(jìn)行鑒定[9-10]。

1.2 外泌體的結(jié)構(gòu)

外泌體是由來自供體細(xì)胞的外泌體膜以及其內(nèi)包含的脂質(zhì)、核酸和蛋白質(zhì)構(gòu)成的囊泡。外泌體膜由類似于細(xì)胞質(zhì)膜的雙層脂質(zhì)組成，但與細(xì)胞膜不同的是，外泌體富含鞘磷脂、不飽和脂質(zhì)與膽固醇，相對(duì)于細(xì)胞膜，外泌體脂質(zhì)雙層的剛性更大，使外泌體作為各種生物分子的載體以及抵抗降解等方面，具有一定的穩(wěn)定性[11]。此外，外泌體膜中含有更多的磷脂酰絲氨酸，有助于被受體細(xì)胞內(nèi)化，在特定的細(xì)胞間靶向交流中發(fā)揮一定的作用[12]。

1.3 外泌體的內(nèi)含物成分

外泌體內(nèi)含有來自供體細(xì)胞的脂質(zhì)、核酸和蛋白質(zhì)[13]。外泌體內(nèi)高比例的膽固醇和鞘磷脂及有關(guān)脂質(zhì)代謝的酶都參與了改變受體細(xì)胞狀態(tài)的過程。外泌體中也存在多種類型的RNA，包括mRNA、rRNA、tRNA、miRNA、siRNA 和長(zhǎng)鏈非編碼RNA（lncRNA，cirRNA）等，且不同細(xì)胞來源的外泌體內(nèi)RNA 含量不同，其可以傳遞信息到靶細(xì)胞，并誘導(dǎo)受體細(xì)胞產(chǎn)生一系列的生理變化。盡管有證據(jù)表明外泌體內(nèi)含有可以轉(zhuǎn)運(yùn)的DNA，但是這種內(nèi)容物功能的重要性仍然未知[4]。

外泌體內(nèi)還含有多種蛋白質(zhì)，普遍存在的有：與外泌體合成有關(guān)的蛋白（ESCRT 蛋白、Alix、TSG101 和分子伴侶等）、主要組織相容性復(fù)合體Ⅱ類分子及四跨膜蛋白等，不論外泌體起源的細(xì)胞類型，這些蛋白普遍存在，因此可作為通用的外泌體標(biāo)志物。同時(shí)外泌體內(nèi)釋放出的多種酶，也可以起到改變細(xì)胞外環(huán)境的作用[14-15]。這些外泌體的內(nèi)容物作為信使轉(zhuǎn)運(yùn)出供體細(xì)胞，在受體細(xì)胞內(nèi)發(fā)揮著重要的功能。

1.4 外泌體的作用途徑

外泌體在細(xì)胞間的交流中起到關(guān)鍵作用，其主要通過三種途徑調(diào)節(jié)受體細(xì)胞的功能。首先，外泌體通過配體作用與下游靶細(xì)胞膜接觸，以激活細(xì)胞中的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路。其次，外泌體能與細(xì)胞的胞膜相結(jié)合，從而使靶細(xì)胞獲得新的黏附性能。同時(shí)，受體細(xì)胞還可以發(fā)揮內(nèi)吞作用吞噬外泌體，之后外泌體的內(nèi)容物（脂質(zhì)、核酸和蛋白質(zhì)）進(jìn)入受體細(xì)胞內(nèi)，部分mRNA 在進(jìn)入細(xì)胞后被翻譯表達(dá)，部分miRNA 則參與調(diào)控受體基因的表達(dá)[16]。

2 不同細(xì)胞來源的外泌體對(duì)OA發(fā)病的影響

多種細(xì)胞來源的外泌體參與了OA 的發(fā)病，主要包括軟骨細(xì)胞、軟骨下骨細(xì)胞、關(guān)節(jié)滑液、滑膜細(xì)胞、破骨細(xì)胞等。其外泌體內(nèi)含有大量的脂質(zhì)、核酸（mRNA、miRNA 和一些小的非編碼RNA）、代謝產(chǎn)物、蛋白質(zhì)等，通過外泌體介導(dǎo)的細(xì)胞間的交流，其生物活性內(nèi)容物可以調(diào)節(jié)靶細(xì)胞基因的表達(dá)，改變受體細(xì)胞的生理或病理過程以及下游功能，在OA 疾病發(fā)展進(jìn)程中起到重要作用。

2.1 軟骨細(xì)胞來源外泌體

健康軟骨內(nèi)包含有大量的細(xì)胞外基質(zhì)及軟骨細(xì)胞，軟骨細(xì)胞外基質(zhì)主要由蛋白多糖和Ⅱ型膠原蛋白等組成，起到了維持軟骨組織的作用。而來源于OA 患者軟骨細(xì)胞內(nèi)的外泌體通過其內(nèi)部高表達(dá)的miRNA，作用于關(guān)節(jié)組織內(nèi)，影響軟骨細(xì)胞內(nèi)基因表達(dá)，介導(dǎo)相關(guān)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路，產(chǎn)生炎癥細(xì)胞因子，同時(shí)改變細(xì)胞外基質(zhì)內(nèi)主要成分，破壞細(xì)胞外基質(zhì)的穩(wěn)態(tài)，對(duì)OA 的發(fā)生、發(fā)展起破壞性調(diào)控作用。

NI 等[17]通過對(duì)OA 軟骨細(xì)胞來源的外泌體進(jìn)行分離與鑒定，發(fā)現(xiàn)降解區(qū)域軟骨中外泌體含量大于未降解區(qū)域的軟骨。來自O(shè)A 患者軟骨細(xì)胞的外泌體進(jìn)入關(guān)節(jié)滑膜組織中的巨噬細(xì)胞后，對(duì)其進(jìn)行miRNA 測(cè)序，并結(jié)合ATG4B mRNA 3′UTR 與miRNA 結(jié)合位點(diǎn)的生物信息學(xué)分析篩選出miR-449a-5p，其參與了經(jīng)白細(xì)胞介素-1β（Interleukin-1β, IL-1β）（OA 的關(guān)鍵致病因子）預(yù)處理后人原代軟骨細(xì)胞的外泌體介導(dǎo)的ATG4B 表達(dá)水平的降低，導(dǎo)致抑制巨噬細(xì)胞自噬。巨噬細(xì)胞自噬減少的同時(shí)促進(jìn)了mitoROS 和IL-1β 的產(chǎn)生，最終加劇滑膜炎癥并促進(jìn)OA 的發(fā)展。而利用miR-449a-5p 的抑制劑，可以部分逆轉(zhuǎn)ChCILpre-exos 介導(dǎo)的IL-1β 的產(chǎn)生，再次證實(shí)了外泌體內(nèi)的miRNA 在OA 中的破壞性調(diào)控作用。

2.2 軟骨下骨細(xì)胞來源外泌體

miRNA 是短的非編碼RNA，其通過促進(jìn)mRNA降解和與靶mRNA 的3'非翻譯區(qū)（3'-UTR）中特定結(jié)合位點(diǎn)相結(jié)合，抑制mRNA 翻譯，從而調(diào)節(jié)基因表達(dá)。每個(gè)miRNA 都可以靶向數(shù)百個(gè)基因，每個(gè)靶轉(zhuǎn)錄包含許多不同的miRNA 結(jié)合位點(diǎn)，從而形成1個(gè)復(fù)雜的miRNA 基因靶相互作用網(wǎng)絡(luò)。由于來源于軟骨下骨外泌體內(nèi)含有大量的不同種類的miRNA，可在OA 的發(fā)生、發(fā)展中起到多種作用，影響著軟骨基質(zhì)的代謝以及細(xì)胞的分化、凋亡和自噬等過程。PRASADAM 等[18]提取OA 患者的硬化性和非硬化性軟骨下骨中miRNA，與OA 發(fā)病機(jī)制中軟骨下骨的硬化狀態(tài)相關(guān)的miRNA 進(jìn)行鑒定，以及對(duì)膝關(guān)節(jié)OA 大鼠關(guān)節(jié)中miRNA 變化的情況進(jìn)行分析后得出：miR-33b-5p 與miR-590-5p 都在硬化性軟骨下骨中上調(diào)，同時(shí)miR-211-5p 可抑制細(xì)胞分化為成骨細(xì)胞，表明miRNA 參與了OA 軟骨下成骨細(xì)胞礦化狀態(tài)改變，進(jìn)而影響OA 的病理進(jìn)程。

外泌體作為重要的運(yùn)輸途徑，將miRNA 運(yùn)送至靶細(xì)胞，對(duì)不同的基因進(jìn)行調(diào)控，通過影響靶細(xì)胞相關(guān)基因表達(dá)，進(jìn)而影響疾病的發(fā)展進(jìn)程。WU 等[19]發(fā)現(xiàn)miR-210-5p 在OA 硬化性軟骨下骨中的表達(dá)始終呈上調(diào)趨勢(shì)，且在共培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)OA 硬化性軟骨下骨的存在顯著影響了軟骨細(xì)胞的合成、代謝及分解代謝標(biāo)志物的基因表達(dá)。因此將miR-210-5p 模擬物轉(zhuǎn)染至軟骨細(xì)胞內(nèi)觸發(fā)了關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞的肥大和分解代謝相關(guān)基因的表達(dá)，加速了OA 的進(jìn)展。

2.3 關(guān)節(jié)滑液來源外泌體

KOLHE 等[20]用來自O(shè)A 患者關(guān)節(jié)滑液內(nèi)的外泌體處理健康女性的關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞，發(fā)現(xiàn)金屬蛋白酶MMPs（MMP-2 和MMP-9）基因表達(dá)顯著增加，細(xì)胞外基質(zhì)蛋白基因表達(dá)下降，炎癥因子（IL-6，TNFα 等）基因表達(dá)顯著增加，同時(shí)軟骨細(xì)胞的存活率顯著降低?？傮w來說，用來源于OA 患者關(guān)節(jié)滑液的外泌體處理的關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞，降低了合成基因的表達(dá)，提高了分解代謝基因和炎癥基因的表達(dá)，通過對(duì)不同基因進(jìn)行調(diào)控，使其在疾病發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。

還有許多研究表明關(guān)節(jié)滑液來源的外泌體可通過募集炎癥細(xì)胞，促進(jìn)多種細(xì)胞因子的釋放并抑制軟骨增殖，從而促進(jìn)關(guān)節(jié)退化。DOMENIS 等[21]對(duì)OA 患者關(guān)節(jié)滑液內(nèi)的外泌體進(jìn)行純化和分析，發(fā)現(xiàn)外泌體可以顯著刺激人外周血單核細(xì)胞分化的M1巨噬細(xì)胞釋放多種炎癥細(xì)胞因子、趨化因子和金屬蛋白酶，例如：IL-1β、MMP-12、MMP-7、CCL8、CCL15 以及CCL20 等。在轉(zhuǎn)錄水平上，滑液內(nèi)外泌體刺激的M1 巨噬細(xì)胞IL-1β 的mRNA 表達(dá)顯著上調(diào)，而其他細(xì)胞因子TNFα、IL-10 和IL-6 的mRNA水平則沒有明顯改變。證明了滑液內(nèi)的外泌體在刺激M1 巨噬細(xì)胞釋放促炎因子的能力方面具有一定的功能活性，這一作用將促使炎癥發(fā)生，進(jìn)而導(dǎo)致軟骨降解。GAO 等[22]通過收集不同階段膝OA 患者關(guān)節(jié)滑液中的外泌體，并對(duì)其中的細(xì)胞因子進(jìn)行鑒定，同時(shí)與滑液內(nèi)的游離細(xì)胞因子含量進(jìn)行比較，發(fā)現(xiàn)了來自終末期膝OA 患者滑液衍生的外泌體內(nèi)含有更高水平的細(xì)胞因子（尤其是趨化因子），且募集炎癥細(xì)胞并抑制軟骨增殖。進(jìn)而證明了外泌體不僅促使周圍環(huán)境內(nèi)細(xì)胞釋放更多的細(xì)胞因子，其本身也含有的大量細(xì)胞因子，這兩種途徑均在關(guān)節(jié)退化中起著重要作用。

2.4 滑膜成纖維細(xì)胞來源外泌體

滑膜細(xì)胞來源的外泌體一方面可以通過金屬蛋白酶的作用分解蛋白多糖，另一方面可通過下調(diào)Ⅱ型膠原蛋白的表達(dá)，減少膠原蛋白含量，吸收軟骨細(xì)胞外基質(zhì)，加重軟骨組織的破壞[23-26]。TOMOHIRO 等[27]將IL-1β 處理的滑膜成纖維細(xì)胞的外泌體作用于正常關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞，結(jié)果顯示其顯著上調(diào)MMP-13 和 ADAMTS-5 的表達(dá)（MMP-13 與ADAMTS-5 是公認(rèn)的導(dǎo)致基質(zhì)降解的重要的蛋白酶），并下調(diào)關(guān)節(jié)軟骨細(xì)胞中Ⅱ型膠原蛋白A1 和ACAN 的表達(dá)，證明了來自O(shè)A 患者滑膜的外泌體可以通過刺激蛋白酶的產(chǎn)生，影響細(xì)胞外基質(zhì)的成分，參與OA 的進(jìn)展。

雖然成人軟骨在生理上是無血管組織，但在OA 的關(guān)節(jié)組織內(nèi)的血管生成增加，血管生長(zhǎng)在骨軟骨連接處向軟骨內(nèi)延伸，最終導(dǎo)致骨贅形成和關(guān)節(jié)軟骨化，因此血管生成是OA 發(fā)病機(jī)制中的重要過程[28]。有研究表明，顳下頜關(guān)節(jié)OA 患者滑膜細(xì)胞高表達(dá)血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子（vascular endothelial growth factor, VEGF），通過激活雙向HIF-1-VEGF-Notch 信號(hào)通路誘導(dǎo)新生血管的形成[29-30]。TOMOHIRO 等[27]通過來源于滑膜成纖維細(xì)胞的外泌體作用于人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)IL-1β 刺激的滑膜成纖維細(xì)胞的外泌體誘導(dǎo)VEGF 的表達(dá)，使人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞中的促血管生成活性增加，且單獨(dú)的IL-1β 不會(huì)誘導(dǎo)人臍靜脈內(nèi)皮細(xì)胞促血管生成活性增加。從而證明了滑膜來源的外泌體在促進(jìn)關(guān)節(jié)組織中新生血管的形成中起著重要作用。

2.5 破骨細(xì)胞來源外泌體

破骨細(xì)胞來源外泌體內(nèi)miRNA 在調(diào)節(jié)破骨細(xì)胞和成骨細(xì)胞功能方面具有關(guān)鍵作用。LI 等[31]通過復(fù)制miR-214-3p 過表達(dá)的破骨細(xì)胞特異性外泌體的小鼠模型，發(fā)現(xiàn)骨形成減少，而通過破骨細(xì)胞靶向Antagomir-214-3p 治療則可促進(jìn)成骨細(xì)胞骨形成。之后進(jìn)行了外泌體示蹤實(shí)驗(yàn)，用CMV-GFPCD63 轉(zhuǎn)染破骨細(xì)胞以標(biāo)記破骨細(xì)胞內(nèi)的外泌體，發(fā)現(xiàn)成骨細(xì)胞中檢測(cè)到了GFP 蛋白陽(yáng)性顆粒，進(jìn)一步證明了破骨細(xì)胞來源外泌體內(nèi)miR-214-3p 被轉(zhuǎn)移到成骨細(xì)胞內(nèi)，抑制了成骨細(xì)胞活性并減少骨形成?？傮w來說，破骨細(xì)胞來源外泌體轉(zhuǎn)移到成骨細(xì)胞以抑制骨形成，而針對(duì)此機(jī)制，抑制破骨細(xì)胞外泌體可能是治療骨形成減少的骨骼疾病的一種策略。

DAI 等[32]通過分離破骨細(xì)胞內(nèi)的外泌體并對(duì)其內(nèi)部miRNA 進(jìn)行檢測(cè)，經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)let-7a-5p 表達(dá)顯著增加，此外外泌體內(nèi)高表達(dá)的let-7a-5p 通過抑制Smad2 以減少轉(zhuǎn)化生長(zhǎng)因子-β 誘導(dǎo)的軟骨細(xì)胞肥大，證明了破骨細(xì)胞衍生的外泌體在促進(jìn)軟骨細(xì)胞的肥大分化。

3 外泌體對(duì)OA的治療作用

針對(duì)早期輕度OA 患者，目前治療主要使用非甾體抗炎藥、關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射等緩解OA 的癥狀[33]，但上述治療方式不能長(zhǎng)期緩解疾病及其癥狀，并且還具有許多副作用，而對(duì)于重癥OA 患者則需采用關(guān)節(jié)重建術(shù)等，但是外科治療風(fēng)險(xiǎn)大，技術(shù)要求高[34]，因此基于外泌體尋找新的可能靶點(diǎn)是OA治療的新策略。

3.1 針對(duì)致/促病作用外泌體的診療

近年來許多研究表明，雖然部分來自O(shè)A 患者軟骨、滑膜、滑液等組織的外泌體對(duì)OA 的發(fā)生、發(fā)展具有促進(jìn)作用，但反之也為減緩OA 的疾病進(jìn)展提供了新的診斷和治療干預(yù)思路[35]。一方面可以通過選擇性外泌體抑制劑的應(yīng)用，減少促進(jìn)疾病進(jìn)展的外泌體的產(chǎn)生、釋放、攝取，降低部分miRNA 的表達(dá)，進(jìn)而調(diào)節(jié)下游靶細(xì)胞促炎因子與細(xì)胞外基質(zhì)的改變。另一方面，可通過特異性靶向其成分對(duì)外泌體作用途徑中的特殊靶點(diǎn)進(jìn)行調(diào)控，抑制外泌體介導(dǎo)的靶細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)，從而促進(jìn)骨關(guān)節(jié)內(nèi)穩(wěn)態(tài)的維持。有研究通過前期研究發(fā)現(xiàn)，IL-1β 預(yù)處理的人原代軟骨細(xì)胞的外泌體內(nèi)高表達(dá)miR-449a-5p，因此通過轉(zhuǎn)染miR-449a-5p 抑制劑進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，出現(xiàn)了巨噬細(xì)胞自噬增加的同時(shí)減少了mitoROS 和IL-1β 的產(chǎn)生，證明了特異性抑制劑應(yīng)用于OA 的治療的可能性[17]。

此外，對(duì)來自體液（血液、尿液）的外泌體進(jìn)行分離，并對(duì)其內(nèi)容物進(jìn)行鑒定，可作為生物化學(xué)標(biāo)志物預(yù)測(cè)軟骨退化，評(píng)估相關(guān)關(guān)節(jié)疾病的進(jìn)展。有研究對(duì)OA 患者的滑液外泌體進(jìn)行提取，并對(duì)其內(nèi)含的miRNA 進(jìn)行RNA 測(cè)序分析，發(fā)現(xiàn)miR-210-5p 顯著上調(diào)[19]，且隨著進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，miR-210在早期、晚期OA 患者的滑液樣本中明顯上調(diào)，并且與VEGF 水平呈正相關(guān)。這些發(fā)現(xiàn)表明滑液中miR-210 的上調(diào)可能發(fā)生在OA 的早期階段，因此有預(yù)測(cè)易感個(gè)體發(fā)展為OA 的無創(chuàng)和早期快速診斷工具的潛力[36]。

3.2 干細(xì)胞外泌體在OA治療中的應(yīng)用

目前大多數(shù)關(guān)于外泌體治療OA 的研究主要集中在干細(xì)胞外泌體的治療潛力，特別是間充質(zhì)干細(xì)胞來源的外泌體，包括：骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞、滑膜間充質(zhì)干細(xì)胞、脂肪間充質(zhì)干細(xì)胞、胚胎間充質(zhì)干細(xì)胞等。許多研究表明，MSC 來源的外泌體中包含的miR-8485、 miR-92a-3p、 miR-320c、miR-140-5p、miR-26a-5p 等生物活性物質(zhì)通過誘導(dǎo)MMP、組蛋白去乙?；?、環(huán)氧合酶2 等靶向蛋白的表達(dá)，從而調(diào)控Wnt/β-catenin、RANKLRANK-TRAF6 等不同通路以減少炎癥反應(yīng)，維持細(xì)胞外基質(zhì)的穩(wěn)定，減少OA 軟骨細(xì)胞凋亡，促進(jìn)OA 軟骨細(xì)胞增殖與遷移，減輕對(duì)關(guān)節(jié)的破壞[37-44]。OA 的進(jìn)展還與關(guān)節(jié)軟骨內(nèi)的免疫反應(yīng)相關(guān)，有研究結(jié)果表明，MSC 來源的外泌體具有抑制T 淋巴細(xì)胞、激活B 淋巴細(xì)胞的免疫調(diào)節(jié)特性，因此MSC 來源外泌體的免疫調(diào)節(jié)功能也成為未來研究的主要方向[45]。

3.3 外泌體作為藥物載體的治療作用

干細(xì)胞來源的外泌體的生物學(xué)效應(yīng)與完整的干細(xì)胞本身之間有許多相似之處，相對(duì)于細(xì)胞本身，外泌體具有許多優(yōu)勢(shì)，如：體積小，具有一定的穩(wěn)定性、特異性和靶向性，內(nèi)含物具有直接的生物活性，免疫原性低等。同時(shí)還有研究表明，外泌體具有良好的藥物代謝動(dòng)力學(xué)特性，能夠穿透合成藥物遞送載體無法滲透的生理屏障。這些特點(diǎn)使其在關(guān)節(jié)疾病的治療中成為一種天然且高效的傳遞系統(tǒng)。因此，外泌體可以作為藥物遞送和靶向治療的工具，進(jìn)行軟骨再生的非細(xì)胞性治療，將生物活性物質(zhì)直接作用于OA 部位，減輕軟骨破壞和基質(zhì)降解，保護(hù)關(guān)節(jié)免受損傷，在軟骨修復(fù)中具有一定有效性[37,46-48]。Kartogenin 是一種小分子，已被發(fā)現(xiàn)可在體外和體內(nèi)誘導(dǎo)SF-MSC 向軟骨細(xì)胞分化，然而其臨床應(yīng)用受到低水溶性的限制。XU 等[49]將MSC 結(jié)合肽E7 與外泌體膜蛋白Lamp 2b 融合，產(chǎn)生了具有滑液來源的間充質(zhì)干細(xì)胞（SF-MSC）靶向能力的展示E7 肽的外泌體（E7-Exo），研究發(fā)現(xiàn)與單獨(dú)的人卵巢顆粒細(xì)胞（KGN）或不含E7 的外泌體遞送的KGN 相比，E7-Exo 遞送的KGN 能有效地進(jìn)入SF-MSC 并誘導(dǎo)更高程度的軟骨分化，證明了外泌體作為載體發(fā)揮了較好的治療作用。但是當(dāng)外泌體作為運(yùn)載體時(shí)，其產(chǎn)量受到被運(yùn)載物的影響而降低，雖然有研究表明細(xì)胞納米穿孔法可大規(guī)模生成內(nèi)含mRNA 的外泌體[50]，但其純化和大規(guī)模生產(chǎn)還需進(jìn)一步的探索。

4 總結(jié)與展望

OA 的發(fā)病機(jī)制較為復(fù)雜，而外泌體在其中發(fā)揮了重要調(diào)控作用，不僅作為重要轉(zhuǎn)運(yùn)載體轉(zhuǎn)運(yùn)物質(zhì)，也通過其內(nèi)容物miRNA 等對(duì)靶細(xì)胞的基因進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而促進(jìn)炎癥因子的產(chǎn)生，以及影響細(xì)胞外基質(zhì)的成分變化，最終促進(jìn)骨關(guān)節(jié)疾病的發(fā)生、發(fā)展進(jìn)程。但外泌體作為一種天然的運(yùn)載體，內(nèi)含有多種不同生物活性物質(zhì)，包括多種miRNA、蛋白質(zhì)等，因此可以針對(duì)不同內(nèi)容物進(jìn)行靶向藥物的研究，為OA 的精準(zhǔn)治療提供思路，但必須繼續(xù)進(jìn)行大量研究以證明外泌體在預(yù)防和治療OA 中的有效性和可行性。