靶向miR-145-3p/IREB2/铁死亡轴：外泌体介导的颌骨骨髓间充质干细胞成骨分化挽救策略在BRONJ治疗中的突破性研究

本研究针对双膦酸盐相关颌骨坏死（BRONJ）临床治疗难题，首次揭示颌骨来源间充质干细胞（MSCs）铁死亡是致病核心机制。研究人员通过外泌体递送miR-145-3p靶向调控IREB2/铁死亡通路，成功逆转MSCs成骨分化障碍，并在骨质疏松和颅骨缺损模型中验证其系统性骨再生能力，为BRONJ治疗提供新型纳米生物技术策略。

　　

在骨质疏松和恶性肿瘤骨转移的治疗中，双膦酸盐类药物被广泛使用，但其严重并发症——双膦酸盐相关颌骨坏死（BRONJ）却成为困扰临床的难题。患者颌骨区域出现顽固性骨暴露，伴随疼痛、感染和功能障碍，现有治疗手段效果有限。近年来，一种铁依赖性的程序性细胞死亡形式——铁死亡（ferroptosis）在多种疾病中被揭示，但其在BRONJ中的作用尚未明确。同时，微小RNA（miRNA）作为基因表达的关键调控因子，尤其是miR-145-3p在细胞命运决定中的功能值得深入探索。

发表在《Journal of Nanobiotechnology》的研究通过多维度实验设计，首次系统证实了BRONJ环境下颌骨来源MSCs发生铁死亡是导致成骨分化功能障碍的核心机制。研究人员发现铁死亡抑制剂Ferrostatin-1（Fer-1）能够显著改善细胞存活率，降低铁离子（Fe²⁺）和丙二醛（MDA）水平，并逆转线粒体形态异常。机制研究表明，miR-145-3p通过靶向铁代谢调控因子IREB2，进而调控GPX4表达和脂质过氧化过程，形成关键的miR-145-3p/IREB2/铁死亡调控轴。

研究采用的主要技术方法包括：从SD大鼠颌骨中分离培养MSCs并通过流式细胞术鉴定表面标志物；建立BRONJ动物模型（每周静脉注射唑来膦酸和地塞米松持续13周后拔牙）；通过透射电镜观察线粒体超微结构；使用CCK-8、铁离子和MDA检测试剂盒评估铁死亡；利用体外成骨诱导分化（ALP和茜素红染色）和体内异位成骨（细胞片/HA-TCP"三明治"结构移植）模型评估骨形成能力；通过外泌体分离鉴定（超速离心法）及miR-145-3p模拟物/抑制剂转染进行功能研究；采用双荧光素酶报告基因验证miRNA与靶基因结合。

BRONJ破坏颌骨驻留MSCs的铁死亡稳态

研究发现BRONJ显著降低MSCs存活率（<40%），同时铁离子、MDA和ROS水平升高，GPX4蛋白表达下降。透射电镜显示BRONJ组线粒体收缩、膜密度增加。Fer-1处理可逆转这些表型，证实铁死亡参与BRONJ病理过程。

铁死亡触发BRONJ源性MSCs的成骨功能障碍

BRONJ组MSCs的ALP活性、矿化结节形成及RUNX2、OCN基因表达均显著降低。皮下移植实验显示新骨形成减少，而Fer-1处理恢复成骨能力，表明铁死亡直接抑制MSCs成骨分化。

MiR-145-3p调控BRONJ源性MSCs的铁死亡和谱系定向

miR-145-3p在BRONJ组MSCs中低表达。过表达miR-145-3p可改善细胞存活、降低铁和MDA水平、增加GPX4表达、改善线粒体形态并降低ROS；抑制miR-145-3p则加重铁死亡表型。

MiR-145-3p/IREB2轴调控铁死亡和成骨定向

IREB2被鉴定为miR-145-3p的直接靶标。过表达IREB2抵消miR-145-3p模拟物的抗铁死亡和促成骨效应；敲低IREB2则缓解miR-145-3p抑制剂的负面作用，证实该轴心在调控MSCs命运中的核心作用。

外泌体递送miR-145-3p促进BRONJ骨再生

将miR-145-3p富集的外泌体封装于可注射水凝胶移植至BRONJ大鼠颌骨，可提高内源性MSCs中miR-145-3p水平，减轻铁死亡，增强新骨形成（微CT显示BV/TV、骨小梁数量和厚度增加），钙黄绿素标记显示成骨速率提升。

外泌体重编程的MSCs恢复骨生成能力

从经外泌体治疗的BRONJ大鼠中分离的"重编程MSCs"（reprogrammed MSCs），静脉注射至骨质疏松（OVX）大鼠或移植至颅骨缺损模型，均显示更强的成骨能力，显著改善骨微结构参数和缺损修复效果，表明治疗后的MSCs具有系统性骨再生功能。

该研究不仅阐明了BRONJ的新机制——铁死亡介导的MSCs功能紊乱，还开发了基于外泌体的纳米治疗策略。通过靶向miR-145-3p/IREB2轴， simultaneously缓解局部骨坏死和恢复MSCs的系统性成骨潜能，为BRONJ及其他铁死亡相关骨疾病（如放射性骨坏死、糖皮质激素性股骨头坏死）提供了潜在治疗方向。未来需进一步优化外泌体生产工艺并推动临床转化研究。