J Extracell Vesicles: 脂肪组织来源的干细胞细胞外囊泡通过骨保护素和miR-21-5p缓解骨质疏松症

骨质疏松症是一种常见的骨骼疾病，是由于骨形成与骨吸收之间的不平衡，导致骨组织数量的损失。干细胞源性细胞外囊泡(EVs)作为一种新型的无细胞治疗方法，由于其优于亲代干细胞而受到越来越多的关注，因此本文对脂肪组织源性干细胞(ASC-EVs)在骨质疏松发病中的治疗作用进行了研究。

ASC-EVs 通过基于切向流过滤 (TFF) 系统的多过滤系统分离，并使用透射电子显微镜、动态光散射、zeta 电位、流式细胞术、细胞因子阵列和酶联免疫吸附测定进行表征。ev富含与骨代谢和间充质干细胞(MSC)迁移相关的生长因子和细胞因子。特别是骨保护素(OPG)，一种核因子受体激活因子配体(RANKL)的天然抑制剂，在ASCEVs中高度富集。

作者发现静脉注射asc - ev可减轻骨质疏松小鼠的骨损失。ASC-EVs显著抑制巨噬细胞的破骨细胞分化，促进骨髓源性MSCs (BM-MSCs)的迁移。然而，缺乏OPG的ASC-EVs并没有显示出抗破骨细胞生成的作用，这表明OPG对ASC-EVs的治疗效果至关重要。此外，对小RNA测序数据进行分析，以确定与抗骨质疏松作用相关的候选miRNA。miR- - p在asc - ev中通过下调Acvr抑制破骨细胞分化。同时，let- b- p在asc - ev中显著降低破骨细胞相关基因的表达。最后，静脉注射后，asc - ev到达骨组织，它们停留的时间更长。ASC-EVs中的OPG、miR- p和let- b- p抑制破骨细胞分化，降低骨吸收相关基因表达，提示ASC-EVs作为无细胞治疗骨质疏松的药物非常有前景。

骨质疏松症是一种以骨量低和显微结构改变为特征的全身性骨病，导致骨强度降低，骨折风险增加。骨质疏松症的发病机制是由衰老、内分泌、代谢和营养障碍等多种危险因素以及某些药物等因素引起的骨形成和再吸收的不平衡。

目前大多数治疗骨质疏松的药物是骨吸收抑制剂，包括双磷酸盐、雌激素和选择性雌激素受体调节剂。这些抗骨吸收剂增加骨密度(BMD)，降低骨质疏松骨折的风险。然而，长期安全性和有效性仍是人们关注的问题。

间充质干细胞为骨质疏松症的临床治疗提供了一种有前景的细胞来源。MSC 移植可以通过归巢到受损骨骼并分化为成骨细胞或分泌与骨修复相关的各种因子来改善骨质量。尽管MSC具有治疗骨质疏松的潜力，但仍存在一些障碍，如非靶器官的细胞包埋、低存活率和移植后干细胞命运的不确定性。

最近许多研究报道MSCs通过分泌旁分泌因子参与组织再生，而不是直接作用于受损组织。细胞外囊泡(EVs)是参与MSCs旁分泌作用的小分泌囊泡。ev含有胞质蛋白、脂质和遗传因子，如mRNA、miRNA和ncRNA，用于细胞间通讯和细胞分化。此外，它们还具有与其母细胞类似的治疗功能，如组织修复和免疫调节。MSC ev可以作为一种很有前途的工具，用于克服干细胞治疗在疗效和安全性方面的局限性，以及给药和管理方面的顾虑。

多项研究表明，MSC ev可在多种体内骨缺损模型中诱导骨再生。人脂肪组织源性干细胞(hASCs)是脂肪组织中丰富的间充质干细胞。与骨髓间充质干细胞(BM-MSCs)相比，ASCs因其丰富和可获得性而被广泛用作EV的来源，而ASCs分化为中胚层系细胞的能力相似。脂肪组织来源的干细胞(ASC-EVs)的治疗在组织修复和疾病模型中得到了研究。有研究报道asc - ev可促进颅骨缺损模型的成骨分化和骨形成。然而，asc - ev对骨质疏松模型的影响尚不清楚。

位于骨表面的破骨细胞在骨吸收中起着重要作用。核因子-κB配体(Receptor activator of nuclear factor-κB ligand， RANKL)通过与RANK结合诱导破骨细胞分化，活化的破骨细胞分泌蛋白水解酶和酸。骨保护素 (OPG) 是 RANKL 的诱饵受体，通过阻断 RANKL-RANK 相互作用来抑制破骨细胞分化。骨吸收障碍，如雌激素缺乏和甲状旁腺功能亢进，会导致OPG / RANKL比值的中断。因此，RANK-RANKL-OPG通路对于调节骨形成和骨吸收之间的平衡至关重要。

在这项研究中，研究了 ASC-EVs 分泌的 EVs 对卵巢切除术 (OVX) 诱导的骨质疏松症动物模型的治疗效果。sc - ev通过传递各种骨调节蛋白显著促进骨质疏松小鼠破骨细胞分化和骨愈合。确定了这些治疗效果是否依赖于 OPG，并发现了调节骨吸收的 miRNA 候选物。 因此，ASC-EV 作为一种用于骨质疏松症治疗的无细胞治疗剂非常有前途。（生物谷 Bioon.com）

参考文献

Kyoung Soo Lee et al. Extracellular vesicles from adipose tissue-derived stem cells alleviate osteoporosis through osteoprotegerin and miR-21-5p. J Extracell Vesicles 2021 Oct;10(12)：e12152. doi： 10.1002/jev2.12152.