四川大学王启光/樊渝江最新ACS Nano：无细胞骨关节炎治疗

骨关节炎中软骨细胞通常会表现出老化和衰老的特征，因此靶向衰老软骨细胞有望成为一种潜在的治疗策略。

近期，四川大学王启光和樊渝江教授等人利用脐带来源的间充质干细胞（UCMSC-EXOs）所衍生、软骨细胞靶向能力和控释能力的外泌体，通过恢复老化软骨细胞，提出骨关节炎（OA）的新治疗策略。作者研究了UCMSC- EXO中的基本功能性miRNA，其中p53信号通路被确定为关键因素。为了提高UCMSC-EXOs在体内的治疗效率和保留时间，作者将外泌体（EXOs）修饰软骨细胞靶向聚合物，并封装在巯基化透明质酸微凝胶中，形成“两相”释放系统，协同促进大鼠模型中OA软骨的修复。

总之，这项研究强调了UCMSC-EXO对OA软骨细胞的再生作用，以及与软骨细胞靶向和缓释策略相结合的潜力，以实现新型无细胞OA治疗。相关工作以“Cell-Free Osteoarthritis Treatment with Sustained-Release of Chondrocyte-Targeting Exosomes from Umbilical Cord-Derived Mesenchymal Stem Cells to Rejuvenate Aging Chondrocytes”为题发表在ACS Nano。

【文章要点】

作者首先探索了UCMSC-EXO中高表达的miRNA，并在分子水平上鉴定了与OA软骨细胞中细胞衰老表型的下调和SASP因子的抑制相关的功能性miRNA。此外，在细胞和蛋白质水平上研究了UCMSC-EXO对OA软骨细胞的治疗作用，包括细胞活力、增殖、形态、再生和软骨基质的分泌。

基于此，UCMSC-EXO表面再用软骨细胞靶向肽进行工程设计，以改善体内软骨细胞特异性靶向特性，然后将其封装在基于硫基透明质酸（HA-SH）的两相释放系统中，以增强工程外泌体在关节损伤部位的停留和缓释（图1）。

图1 UCMSC-EXO制备与表征

如图2所示，由于靶向和缓释能力的增强，复合UCMSC-EXO系统可通过促使体内衰老软骨细胞再生来治疗OA，并且其体内治疗效率大幅提高（图2）。同时，作者也指出，对UCMSC-EXO中的治疗性内容进行更详细的分析，设计具有更多软骨特异性治疗内容的外泌体，并开发更智能的释放系统来适应不同OA严重程度的患者，将有利于进一步推动基于外泌体的OA治疗的发展。

图2 可持续释放的软骨细胞靶向UCMSC-EXO的治疗示意图

原文链接：

https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsnano.3c01612