别让膝盖受伤成运动“拦路虎”！Biomolecules研究发现脂肪干细胞外泌体助力前交叉韧带修复，强韧关节有新招

在运动损伤的领域中，前交叉韧带（ACL）损伤极为常见，它是膝关节最常受伤的韧带，超过半数的膝关节损伤都与之相关。当前，ACL重建手术是治疗不稳定ACL损伤的“金标准”，但它并非完美无缺。接受该手术的患者，不仅无法完全实现神经功能的重建，而且约45%的人在术后10年内会患上早期骨关节炎。

在此背景下，ACL修复手术因其保留本体感觉和运动功能、节省骨量、减少组织供体相关并发症等优势，逐渐进入人们的视野。然而，ACL修复手术的成功，很大程度上取决于韧带与骨隧道之间的愈合情况。这个愈合过程面临诸多挑战，比如关节内的特殊环境，使得韧带组织浸泡在滑液中，愈合难度增加；炎症细胞的反应以及基质金属蛋白酶（MMPs）等物质的影响，都可能破坏关节内微环境，引发骨关节炎。

近年来，间充质干细胞（MSCs）在组织工程领域备受关注，其旁分泌途径分泌的细胞外囊泡（EVs）展现出巨大的治疗潜力。尤其是脂肪来源的间充质干细胞外泌体（Ad-MSCs EVs），能调节组织再生和免疫反应，为ACL修复带来新的希望。近期，发表于Biomolecules的一项研究Extracellular Vesicles from Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells Improve Ligament-Bone Integration After Anterior Cruciate Ligament Primary Repair in Rabbit就深入探讨了Ad-MSCs EVs对兔ACL一期修复后韧带-骨整合的影响。

研究人员将实验兔分为四组，分别进行不同处理：一组为不接受任何干预的对照组；一组接受ACL重建手术；一组接受ACL修复手术；还有一组在接受ACL修复手术的同时，进行Ad-MSCs EVs增强治疗。在术后不同时间点，研究人员对韧带-骨界面组织进行多项检测，包括ELISA检测炎症相关因子、免疫组化评估胶原蛋白表达、生物力学测试评估韧带-骨整合强度等。

在研究结果方面，接受Ad-MSCs EVs增强治疗的组表现出色。在术后第一周的炎症阶段，该组M2巨噬细胞标志物CD206水平显著升高，这意味着炎症得到了有效调节，更有利于组织修复；MMP-3水平显著降低，减少了对关节组织的破坏风险；TIMP-1水平显著升高，有助于维持细胞外基质的稳定。与未接受干预的对照组相比，接受Ad-MSCs EVs增强治疗组的诱导型一氧化氮合酶（iNOS，代表M1巨噬细胞）水平差异显著，进一步表明EVs对巨噬细胞极化的调节作用。

术后六周的检测结果同样令人惊喜。免疫组化分析显示，接受Ad-MSCs EVs增强治疗组的I型胶原蛋白纤维数量显著增加，无论是纵向长度还是横向直径，都与对照组有明显差异。这表明EVs促进了I型胶原蛋白的合成，有利于增强韧带-骨界面的强度。而III型胶原蛋白纤维在各组之间差异不明显，说明EVs主要影响的是I型胶原蛋白的代谢。

图 1：接受细胞外囊泡增强处理组的Ⅰ型胶原纤维纵向和横向长度长于对照组

生物力学测试结果也证实了Ad-MSCs EVs的积极作用。接受Ad-MSCs EVs增强治疗组的失效载荷最大，这意味着该组韧带-骨整合的质量更好，能承受更大的外力。而未接受任何干预的对照组失效载荷最小，进一步凸显了EVs增强治疗的优势。

图 2：接受细胞外囊泡增强处理组失效载荷力最大，对照组失效前伸长量最大但差异无统计学意义

综合来看，这项研究表明，Ad-MSCs EVs可以通过调节炎症过程，促进M1巨噬细胞向M2巨噬细胞极化，抑制MMP-3水平，增加TIMP-1水平，从而提高兔ACL一期修复后的韧带-骨整合效果。Ad-MSCs EVs还能增加I型胶原蛋白纤维的数量，提升韧带-骨界面的生物力学强度。这一研究成果为ACL修复手术提供了新的治疗策略，有望改善患者的预后，减少术后并发症的发生。未来，随着相关研究的不断深入，Ad-MSCs EVs或许会在骨科临床治疗中发挥更大的作用，为更多ACL损伤患者带来福音。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Yanuar A, Agustina H, Antarianto RD, et al. Extracellular Vesicles from Adipose-Derived Mesenchymal Stem Cells Improve Ligament-Bone Integration After Anterior Cruciate Ligament Primary Repair in Rabbit. Biomolecules. 2025;15(3):396. Published 2025 Mar 10. doi:10.3390/biom15030396