骨关节炎修复有新招！Stem Cell Res Ther研究发现无血清hiMSC外囊泡可修复软骨改善骨硬化

中老年人常被膝盖疼、关节僵硬缠上，走路上楼费劲，就连日常活动都受影响，这大多是骨关节炎在作祟。作为全球高发的退行性关节病，骨关节炎的核心问题是关节软骨慢慢磨损、软骨下骨结构出现异常重塑，目前的治疗手段多以止痛、缓解症状为主，很难从根本上修复受损的关节组织，让众多患者苦不堪言。

近日，Stem Cell Res Ther发表的一项新研究，为骨关节炎的修复治疗找到了新路径——干细胞来源的外囊泡疗法，这一发现也为该疗法的临床应用奠定了坚实基础。

研究中，科研人员为干细胞外囊泡搭配了热敏水凝胶这一“专属载体”，并在骨关节炎小鼠模型中验证了效果。结果显示，这款水凝胶能实现外囊泡的体外持续释放，还能有效延长外囊泡在小鼠关节腔内的滞留时间。该凝胶在前12小时几乎不释放外囊泡，后续释放量会随凝胶自然降解逐步增加，约第5天可释放50%的外囊泡；将外囊泡包埋在凝胶中注射，能显著提升其在关节腔的短期滞留效果，远优于直接注射的方式。

图1 体内治疗实验时间线

图2 热敏水凝胶介导的人诱导多能干细胞来源的间充质基质细胞外囊泡的体外和体内缓释

同时研究证实，这款干细胞外囊泡能显著减轻骨关节炎小鼠的关节软骨损伤。无论是从含血清培养基还是无血清无异源培养基中制备的外囊泡，都能大幅降低小鼠的软骨损伤评分；水凝胶单独使用虽也能起到一定的软骨保护作用，但其效果明显弱于外囊泡治疗组，二者联用还能为关节修复带来额外的辅助作用。

图3 人诱导多能干细胞来源的间充质基质细胞外囊泡在体内减轻骨关节炎相关关节损伤

软骨的磨损与修复由体内的代谢系统调控，基质金属蛋白酶13会加速软骨降解，而II型胶原蛋白是软骨修复的核心物质，骨关节炎患者的这一平衡会被打破。研究发现，干细胞外囊泡能精准调节这一代谢平衡，显著减少基质金属蛋白酶13的表达，同时增加II型胶原蛋白的含量，从源头上减少软骨降解、促进软骨修复；而水凝胶单独干预对这两种关键物质的调控作用，未达到统计学上的显著效果。

图4 膝关节中基质金属蛋白酶13和II型胶原蛋白的免疫组织化学检测

值得一提的是，干细胞外囊泡的修复作用并不只局限于软骨，还能改善骨关节炎小鼠的软骨下骨重塑问题。骨关节炎会引发软骨下骨硬化，表现为骨体积、骨小梁结构异常，而干细胞外囊泡能成功逆转这种硬化，让骨体积分数、骨小梁厚度、间距及数量等关键指标恢复正常，从软骨和骨组织两个维度，全方位修复骨关节炎带来的关节病理损伤。

图5 人诱导多能干细胞来源的间充质基质细胞外囊泡和/或水凝胶处理后骨关节炎小鼠膝关节的显微计算机断层扫描成像

骨关节炎的临床治疗长期面临“治标难治本”的困境，而这项研究为打破这一困境提供了全新的科普思路。研究不仅证实了干细胞外囊泡对骨关节炎的修复有效性，更关键的是，在无血清无异源的临床合规条件下制备的外囊泡，仍能保持完整的治疗效力，这一特点解决了该疗法临床转化中规模化、标准化制备的核心难题。同时，热敏水凝胶递送系统的应用，为外囊泡的局部精准治疗提供了可行方案，能有效提升外囊泡的治疗效果。

这项研究让干细胞外囊泡成为骨关节炎无细胞治疗的重要候选方案，也让深受关节疼痛困扰的患者看到了摆脱病痛、恢复关节功能的新希望。未来随着该疗法的进一步研究和开发，有望为骨关节炎患者带来更安全、有效的治疗选择，真正实现从“缓解症状”到“修复损伤”的治疗跨越。（生物谷Bioon.com）

参考文献：

Sayedipour SS, Nikkels J, Tertel T, et al. Therapeutic efficacy of extracellular vesicles from hiPSC-derived MSCs in serum-containing and xeno-free media for osteoarthritis treatment. Stem Cell Res Ther. 2026;17(1):72. Published 2026 Feb 6. doi:10.1186/s13287-025-04890-6