脂肪源间充质干细胞外泌体通过线粒体转移重编程树突状细胞代谢缓解大鼠颞下颌关节骨关节炎

针对颞下颌关节骨关节炎(TMJOA)传统疗法效果有限的问题，重庆医科大学团队开展脂肪源间充质干细胞外泌体(ASCs-EVs)治疗研究，发现其通过转移功能性线粒体激活MAPK/ERK1/2/FoxO1/自噬通路，重编程树突状细胞(DCs)代谢状态，显著缓解炎症并促进软骨修复。该研究为TMJOA的细胞无治疗提供新机制靶点，发表于《Journal of Nanobiotechnology》。

　　

颞下颌关节骨关节炎(TMJOA)是一种以软骨退变和慢性疼痛为特征的难治性疾病，现有治疗仅能缓解症状，无法实现组织再生。间充质干细胞(MSCs)疗法虽具潜力，但存在细胞移植安全风险。外泌体(EVs)作为MSCs的旁分泌介质，展现出替代治疗的潜力，但其对免疫细胞代谢调控的机制尚不明确。

重庆医科大学口腔医学院李杰团队在《Journal of Nanobiotechnology》发表研究，首次揭示脂肪源间充质干细胞(ASCs)外泌体通过线粒体转移重编程树突状细胞(DCs)代谢状态的关键机制。研究人员通过建立完全弗氏佐剂(CFA)诱导的大鼠TMJOA模型，结合多组学分析，发现ASCs-EVs携带的功能性线粒体被DCs内化后，激活ERK1/2-FoxO1信号轴并增强自噬，促使DCs从促炎状态向耐受状态转变。这种代谢重编程显著降低炎症因子IL-6、TNF-α和基质金属蛋白酶(MMPs)表达，同时恢复软骨基质胶原II(Col II)合成，为TMJOA治疗提供全新策略。

研究采用差异离心法分离ASCs-EVs，通过透射电镜(TEM)和纳米颗粒追踪分析(NTA)表征其形态特征；建立CFA诱导的急/慢性TMJOA大鼠模型进行体内疗效评估；利用流式细胞术、免疫荧光和ELISA分析DCs表型变化；通过转录组测序(RNA-seq)和代谢组学解析分子机制；采用Seahorse能量代谢分析仪检测细胞耗氧率(OCR)；结合蛋白质印迹(WB)验证关键通路蛋白表达。

EVs改善大鼠TMJOA
通过H&E和番红O染色证实ASCs-EVs治疗显著增加纤维软骨层(FC)/钙化软骨层(CC)比值，降低MMP3/9/13和促炎因子表达，效果与ASCs移植相当。

DCs在治疗中的核心作用
免疫荧光显示EVs处理减少关节中MHC-II⁺CD11c⁺DCs浸润；体外实验证实DCs在15分钟内即可摄取PKH26标记的EVs，并下调CD80/CD86/MHC-II表达，抑制IL-6和TNF-α分泌。

线粒体转移的关键机制
电镜和WB证实EVs含有线粒体标志蛋白TOMM20；当ASCs经罗丹明6G(Rhodamine 6G)处理产生线粒体缺陷型EVs(R-EVs)时，其治疗效应完全消失，表明功能性线粒体转移不可或缺。

ERK1/2-FoxO1-自噬通路激活
RNA-seq显示EVs处理显著富集MAPK和自噬相关通路。WB证实EVs组p-ERK1/2和p-FoxO1水平升高，伴随LC3-II和p62表达增加，而R-EVs组该效应被阻断。FoxO1抑制剂AS1842856可逆转自噬激活。

代谢重编程特征
代谢组学发现EVs处理使DCs从糖酵解向脂肪酸氧化(FAO)转变：乳酸和游离脂肪酸水平降低，CPT1b/CROT/CRAT等脂肪酸转运基因上调。抑制糖酵解(2-DG)或脂肪酸合成(C75)可模拟EVs的抗炎效果。

该研究创新性揭示ASCs-EVs通过"线粒体-ERK1/2-FoxO1-代谢重编程"轴调控DCs功能的分子机制，突破传统抗炎治疗局限。线粒体转移不仅修复DCs能量代谢缺陷，更通过表观遗传重塑其免疫特性，为开发无细胞治疗产品提供理论依据。未来需优化EVs制备工艺并探索临床转化路径，这种基于免疫代谢调控的治疗策略也有望拓展至其他骨关节疾病领域。