干细胞凋亡的惊喜？！Theranostics：凋亡骨髓间充质干细胞（BMSCs）释放的细胞外囊泡（ApoEVs）开启骨质疏松治疗新篇章
来源：生物谷原创 2024-07-21 12:49
该研究揭示了凋亡骨髓间充质干细胞产生的ApoEVs在治疗骨质流失中的显著作用，为细胞治疗领域开辟了新途径。
骨质疏松症（OP）是一种严重影响社会与个人健康的慢性疾病，其特征为骨量减少、骨微结构破坏，进而增加骨折风险。长期以来，骨质疏松的治疗主要依赖于抑制骨吸收的抗分解代谢药物，尽管这类药物能增加骨量，但未能恢复骨形成与骨吸收之间的自然平衡，从而限制了其治疗效果。因此，开发促进骨形成的新型骨合成代谢药物成为骨质疏松症治疗领域的迫切需求。
间充质干细胞（MSCs）凭借其卓越的自我更新、多向分化和免疫调节能力，在组织再生与疾病治疗中展现出巨大潜力。近年来，MSC移植（MSCT）在缺血性心力衰竭、骨坏死和骨关节炎等疾病的临床应用日益增多。然而，研究发现，移植的MSCs往往只能在宿主体内存活数天，随后便会凋亡。尽管如此，干细胞治疗的益处似乎并不完全依赖于细胞本身的存活，而是与凋亡过程中释放的细胞外囊泡（EVs）密切相关。
凋亡细胞衍生的细胞外囊泡（ApoEVs）在组织稳态维持中扮演着关键角色，它们能传递特定信号，促进组织发育和稳态保持。前期研究表明，来源于MSCs的ApoEVs能够通过局部注射促进骨组织再生，并在皮肤伤口愈合和关节炎治疗中展现出优越效果。然而，静脉给药的MSCs是否通过ApoEVs来治疗骨质疏松症，目前尚未有明确答案。
图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38948067/
近日，来自四川大学华西口腔医院的研究者们在Theranostics杂志上发表了题为“Extracellular vesicles from apoptotic BMSCs ameliorate osteoporosis via transporting regenerative signals”的文章，该研究揭示了凋亡骨髓间充质干细胞产生的ApoEVs在治疗骨质流失中的显著作用，为细胞治疗领域开辟了新途径。
研究团队首先通过标记和跟踪，证实了骨髓间充质干细胞（BMSCs）在移植后两天内发生凋亡，并产生大量ApoEVs。随后，他们对ApoEVs进行了详细的表征，包括形态、大小分布和标记蛋白表达，并通过蛋白质组学分析揭示了ApoEVs与BMSCs在蛋白质功能上的差异。
ApoEVs体内分布追踪实验设计示意图
图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38948067/
实验显示，ApoEVs富含多种功能蛋白，易于通过血液循环抵达骨骼部位，被骨髓间充质干细胞吞噬后，能显著促进其增殖、迁移和成骨分化。在骨质疏松小鼠模型中，ApoEVs治疗有效减轻了骨质流失，促进了骨形成。机制上，ApoEVs携带的Ras蛋白激活了Ras/Raf1/Mek/Erk信号通路，进一步促进了成骨和骨形成。
骨髓间充质干细胞移植治疗骨质疏松症的机制示意图
图片来源：https://pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/38948067/
综上所述，ApoEVs在治疗效果上与BMSCs相当，说明凋亡的骨髓间充质干细胞在细胞治疗中同样发挥着不可或缺的作用。与活细胞相比，ApoEVs的使用避免了细胞突变或DNA损伤带来的肿瘤发展风险，且相较于其他类型的细胞外囊泡，ApoEVs的提取率更高，提取流程更为简便，更适合大规模临床应用。ApoEVs作为“无细胞”干细胞疗法的新型形式，不仅解决了传统MSCT中伦理、致瘤性和免疫原性等问题，更为骨质疏松症的治疗提供了创新思路和解决方案。(生物谷 Bioon.com）
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