告别骨关节炎疼痛困扰！ACS Nano：微藻细胞外囊泡联合大黄酸水凝胶可调节能量代谢、缓解炎症，为骨关节炎的临床治疗开辟新路径

在日常生活中，您或身边的人是否曾被关节疼痛所困扰？尤其是中老年人，上下楼梯时膝关节的酸痛、阴雨天关节的不适感，都可能是骨关节炎（Osteoarthritis，OA）在作祟。OA作为一种常见的退行性关节疾病，严重影响着患者的生活质量。目前，OA的治疗手段有限，常规的手术和药物治疗不仅存在副作用，且效果难以令人满意。

近期，ACS Nano杂志上发表了一项极具突破性的研究Microalgae-Derived Extracellular Vesicles Synergize with Herbal Hydrogel for Energy Homeostasis in Osteoarthritis Treatment。该研究为OA的治疗开辟了新方向，有望给众多患者带来新希望。

OA的病理过程十分复杂，涉及炎症反应、氧化应激、软骨细胞凋亡以及能量代谢紊乱等多个方面。其中，能量代谢失衡在OA的发展中起着关键作用，会导致关节软骨的加速退化。此前研究发现，天然来源的细胞外囊泡（EVs）和水凝胶药物递送系统在疾病治疗方面展现出独特优势。基于此，本研究团队开发出一种新型复合体系——由大黄酸（Rhein，Rh）水凝胶负载钝顶螺旋藻来源的细胞外囊泡（SP-EVs），即Rh Gel@SP-EVs，用于OA的治疗。

图 1：用于治疗骨关节炎的自组装微藻细胞外囊泡 / 大黄酸水凝胶

研究人员对SP-EVs进行深入分析后发现，其富含多种与细胞代谢和能量产生相关的生物活性物质，这意味着SP-EVs在调节能量代谢、促进关节软骨修复方面具有巨大潜力。而Rh水凝胶作为载体，不仅能有效负载SP-EVs，还具备pH响应性，在OA微环境的弱酸性条件下，可实现药物的缓慢、持续释放，从而延长药物作用时间，提高治疗效果。

细胞实验结果令人振奋。Rh Gel@SP-EVs展现出良好的生物相容性，几乎无细胞毒性，且SP-EVs能高效被软骨细胞摄取。更重要的是，它能显著降低细胞内ROS水平，减轻线粒体损伤，提升线粒体膜电位，促进ATP合成，有效改善细胞的能量代谢状态。同时，Rh Gel@SP-EVs还能调节炎症因子和代谢相关基因的表达，抑制炎症反应，促进软骨细胞外基质的合成，抑制其降解，维持软骨细胞的稳态。

图 2：Rh Gel@SP-EVs对ROS、线粒体功能障碍和细胞能量代谢的保护作用

图 3：Rh Gel@SP-EVs对细胞外基合成代谢和分解代谢平衡调节的影响

在动物实验中，研究人员分别建立了DMM和MIA诱导的OA小鼠模型。实验结果表明，Rh Gel@SP-EVs能有效减轻小鼠关节疼痛，显著改善关节软骨和骨结构的损伤。通过微CT和组织学染色分析发现，其可减少软骨的降解，增加软骨厚度和GAG含量，降低OARSI评分，同时抑制炎症因子IL-6的表达，促进软骨合成相关蛋白COL II和ACAN的表达。而且，Rh Gel@SP-EVs在体内具有良好的生物安全性，对血液和组织均无明显不良影响。

总的来说，这项研究成功制备了Rh Gel@SP-EVs复合体系，它不仅能有效调节能量代谢、减轻炎症反应，还能促进软骨修复，延缓OA的进展。这种新型治疗策略将天然微藻来源的EVs与自组装大黄酸水凝胶相结合，为OA的治疗提供了一种安全、有效的新途径。虽然目前该研究成果还处于实验阶段，但相信在不久的将来，经过进一步的研究和优化，有望转化为临床应用，为广大骨关节炎患者带来切实的治疗方案，帮助他们摆脱病痛的折磨，重新恢复关节的健康与活力。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Liang F, Zheng Y, Zhao C, et al. Microalgae-Derived Extracellular Vesicles Synergize with Herbal Hydrogel for Energy Homeostasis in Osteoarthritis Treatment. ACS Nano. Published online February 21, 2025. doi:10.1021/acsnano.4c1608