综述：外泌体作为原发性骨质疏松症新兴治疗策略的叙述性综述

本综述系统阐述了外泌体（Exosomes）在原发性骨质疏松症（Primary Osteoporosis）中的治疗潜力，涵盖了其作为细胞间通讯载体调控骨代谢（Wnt/β-catenin、RANKL/RANK/OPG、PI3K/AKT、MAPK等通路）、促进骨形成与抑制骨吸收的机制，以及在动物模型（如OVX模型）中的临床前疗效。文章指出，尽管外泌体具有低免疫原性、靶向递送（如负载雌激素、siRNA）等优势，但其临床转化仍面临标准化制备、异质性控制、长期安全性验证等挑战，未来需聚焦于GMP（Good Manufacturing Practice）规模化生产、头对头比较试验和早期临床研究，以确立其在现有抗骨吸收药（如双膦酸盐）和合成代谢剂之外的辅助治疗地位。

　　

外泌体作为原发性骨质疏松症新兴治疗策略的叙述性综述

摘要

原发性骨质疏松症作为一种以骨量减少、骨微结构破坏为特征的代谢性骨病，其全球疾病负担日益加重。尽管抗骨吸收药物和合成代谢剂能够降低骨折风险，但长期用药依从性差、不良反应以及组织靶向性有限等问题仍未得到解决。外泌体（Exosomes）作为一类具有生物相容性的细胞外囊泡（Extracellular Vesicles, EVs），因其在细胞间通讯中的关键作用及作为药物递送载体的潜力，已成为骨质疏松症治疗领域备受关注的无细胞治疗候选策略。

引言

骨质疏松症的病理核心在于骨吸收与骨形成之间的失衡。传统疗法如双膦酸盐和激素替代疗法虽有一定疗效，但其副作用和靶向性不足限制了广泛应用。外泌体几乎可由所有细胞分泌，携带蛋白质、脂质、核酸等生物活性分子，通过调控成骨细胞（Osteoblasts）与破骨细胞（Osteoclasts）活性、影响骨代谢稳态，在骨质疏松发病机制中扮演重要角色。此外，其天然的低免疫原性和跨越生物屏障的能力，使其成为理想的药物递送系统，为克服传统治疗局限提供了新思路。

外泌体在原发性骨质疏松症基础研究中的应用

在细胞层面，外泌体通过作用于不同靶细胞发挥多重调控功能：

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  对成骨细胞/前成骨细胞的作用：骨髓基质细胞（Bone Marrow Stromal Cells, BMSCs）来源的外泌体可通过递送miR-150-3p等微RNA（microRNAs），上调RUNX2（Runt-related transcription factor 2）和Osterix表达，激活MAPK（Mitogen-Activated Protein Kinase）信号通路，促进成骨细胞增殖、分化及矿化，并抑制凋亡。
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  对破骨细胞及成骨-破骨细胞偶联的作用：破骨细胞来源的外泌体可通过lncRNA AW011738/miR-24-2-5p/TREM1（Triggering Receptor Expressed on Myeloid cells 1）轴调控骨形成，体现骨吸收与形成之间的双向耦合。
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  对间充质干细胞（Mesenchymal Stem Cells, MSCs）的作用：经成骨诱导的人脐带间充质干细胞（Human Umbilical Cord Mesenchymal Stem Cell, HucMSC）外泌体富含调控MAPK和破骨分化通路的microRNAs，能促进MSC成骨分化，并在雌激素缺乏模型中改善骨密度。年轻供者血浆外泌体中的miR-142-5p可通过靶向ZFPM2（Zinc Finger Protein FOG Family Member 2）增强MSC的增殖、迁移和矿化能力。
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  对内皮细胞与血管生成的作用：内皮祖细胞（Endothelial Progenitor Cell, EPC）外泌体通过miR-126抑制SPRED1（Sprouty-related EVH1 domain-containing protein 1）、激活Raf/ERK通路，促进血管生成，为骨再生提供营养支持。内皮细胞外泌体还能通过抑制铁蛋白自噬依赖性铁死亡（ferroptosis）减轻糖皮质激素诱导的骨质疏松。
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  对免疫细胞/巨噬细胞的作用：BMSC来源的外泌体通过TRIM25（Tripartite motif-containing 25）驱动巨噬细胞向M2型极化，抑制炎症信号，促进骨形成。经H₂S预处理的M2巨噬细胞外泌体可通过激活β-连环蛋白（β-catenin）信号刺激MSC成骨分化。

原发性骨质疏松症的病理机制与外泌体的作用

骨质疏松的发生与氧化应激、细胞凋亡等过程密切相关。外泌体可通过携带的活性分子调控这些病理过程。例如，在糖皮质激素诱导的骨质疏松中，内皮细胞外泌体通过抑制铁死亡逆转成骨细胞活性抑制。此外，外泌体还参与细胞外基质矿化，并通过多种信号通路（如Wnt/β-catenin、RANKL/RANK/OPG、PI3K/AKT、NF-κB等）精细调控骨代谢平衡。

外泌体在骨质疏松动物模型中的实验研究

在去势（Ovariectomized, OVX）大鼠/小鼠模型中，多种来源的外泌体均显示出抗骨质疏松潜力：

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  BMSC外泌体通过促进M2型巨噬细胞极化增强骨形成，改善骨微结构。
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  年轻供者血浆外泌体通过miR-142-5p/ZFPM2轴促进成骨、抑制破骨。
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  成骨诱导的HucMSC外泌体（Exo2）比普通培养来源（Exo1）具有更强的促成骨分化能力，并能逆转雌激素缺乏引起的骨丢失。
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  脂肪来源的MSC（AD-MSC）外泌体在高糖环境中通过抑制NLRP3（NOD-like receptor family pyrin domain containing 3）炎症小体激活，减轻糖尿病相关的骨丢失。
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  骨骼肌来源的外泌体在肌少症相关骨质疏松中部分促进成骨，提示肌肉-骨骼轴通讯的存在。

这些临床前证据支持外泌体在促进骨形成、改善骨密度和微结构方面的治疗潜力，但其效应大小受外泌体来源、分离方法（如差速离心dUC、尺寸排阻色谱SEC）、剂量标准化等因素影响。

外泌体在原发性骨质疏松症治疗中的应用

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  外泌体介导的药物递送系统：外泌体可作为天然纳米载体负载雌激素、西仑帕特（Simvastatin）、淫羊藿苷（Icariin）等药物，通过表面工程化（如配体修饰）增强骨靶向性，提高局部药物浓度，减少全身副作用。例如，通过超声负载雌激素的BMSC外泌体在维持囊泡形态的同时，显著促进BMSC存活。
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  外泌体在骨再生中的作用机制：除促进成骨细胞功能外，外泌体还通过促进血管生成（如EPC-Exos通过miR-126/SPRED1/Raf/ERK通路）、调节免疫微环境（如诱导M2型巨噬细胞极化）协同促进骨修复。
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  外泌体与现有治疗策略的协同效应：外泌体与双膦酸盐、PTH（Parathyroid Hormone）等标准药物联用可增强靶向递送效果；与物理疗法（如电刺激）结合时，电刺激预处理的BMSC外泌体（Elec-exo）可激活PI3K-Akt、MAPK等成骨通路，加速骨缺损修复。
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  与当前标准疗法的比较：相比传统抗骨质疏松药物，外泌体具有更好的组织特异性、低免疫原性，且能避免长期用药引发的下颌骨坏死、非典型股骨骨折等副作用。然而，其临床应用仍处于 preclinical 阶段，尚缺乏与标准药物头对头比较的临床数据。

外泌体治疗原发性骨质疏松症的研究进展

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  外泌体分离纯化技术的近期进展：传统方法（超速离心、PEG沉淀）在纯度、效率方面存在局限；新兴技术如微流控芯片、免疫亲和捕获、纳米材料分离等提高了分离通量和特异性，但标准化仍是挑战。
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  外泌体基药物递送系统的应用：载药外泌体在骨质疏松治疗中显示出增强生物利用度、靶向性的优势，但载药效率、稳定性及体内靶向性能仍需优化。

外泌体治疗原发性骨质疏松症的未来展望

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  临床应用挑战：外泌体异质性、规模化生产（GMP标准）、质量控制（标识、纯度、效力、安全性）以及长期安全性评价是主要瓶颈。目前骨质疏松相关的外泌体临床试验尚处于早期（技术就绪水平TRL-3至TRL-5），需建立标准化效力测定、生物分布谱和药效学生物标志物。
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  未来研究方向：应聚焦于：① 外泌体 cargo（如miRNA、lncRNA、蛋白质）调控骨代谢的分子网络解析；② 标准化分离、表征、释放标准的建立；③ GMP级大规模生产工艺开发；④ 靶向递送系统优化；⑤ 以临床转化为导向的 comparator-anchored 早期临床试验设计。

结论

外泌体通过多靶点、多通路调控骨代谢，在原发性骨质疏松症的临床前研究中展现出良好的治疗前景。然而，其转化应用亟需解决制备标准化、异质性控制、靶向效率及长期安全性等问题。未来研究应致力于头对头比较试验、机制-产品对齐、药效生物标志物验证及早期临床评估，以明确外泌体在现有抗骨质疏松疗法中的辅助治疗价值。