《Stem Cells International》：Osteoarthritis Bone Marrow MSCs Retain Regenerative Competence and Chemokine Responsiveness for Drug-Based In Situ Tissue Engineering
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本研究发现骨关节炎（OA）患者骨髓来源的间充质干细胞（MSCs）在多向分化潜能、衰老水平及趋化因子受体表达方面与非骨关节炎供体（ND）MSCs无显著差异，且对CCL25具有明确的趋化响应。通过全基因组微阵列分析进一步揭示CCL25通过调控细胞迁移、增殖、凋亡及代谢相关通路（如细胞因子-细胞因子受体相互作用、TGF-β信号通路）影响OA MSCs功能，为利用内源性MSCs进行原位关节修复提供了关键理论依据。
引言
骨关节炎（Osteoarthritis, OA）作为一种慢性、多因素的关节疾病，涉及滑膜炎症、骨重塑和软骨破坏，是全球性疾病负担的重要来源。当前治疗策略主要侧重于症状缓解，而原位组织工程通过利用内源性生理修复机制并增强其功能，为OA治疗提供了新思路。间充质干细胞（Mesenchymal Stromal Cells, MSCs）作为组织修复的关键细胞，其迁移能力、分化潜能和衰老状态是影响修复效果的核心因素。然而，关于OA患者MSCs这些特性的研究结论尚不一致。本研究系统评估了OA骨髓MSCs的再生能力与趋化因子响应性，并探讨了CCL25在其功能调控中的作用。
方法
MSCs分别从OA患者（髋关节置换术中获得）和非OA供体（ND）的骨髓中分离培养，通过三系分化实验（成脂、成骨、成软骨）、衰老相关标志物检测（β-半乳糖苷酶活性、CDKN1A、CDKN2A、MMP1、SIRT1基因表达及细胞因子分泌）、趋化因子受体谱分析（免疫组化、RT-qPCR）以及Boyden小室迁移实验，全面比较了OA与ND MSCs的生物学特性。进一步通过全基因组微阵列分析CCL25（1000 nM）处理对OA MSCs基因表达的影响，并利用GO功能注释和KEGG通路富集分析解析其调控网络。
结果
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分化潜能与衰老特征
OA与ND MSCs均表现出典型的三系分化能力，成软骨诱导后Safranin O染色、阿尔新蓝染色及Ⅱ型胶原免疫组化结果无显著差异，Bern评分分别为7.89±0.38和8.13±0.16（p=0.38）。衰老分析显示，OA MSCs的β-半乳糖苷酶阳性细胞比例为31%±7%，略高于ND组（24%±11%），但无统计学意义（p=0.5）。衰老相关基因（CDKN1A、CDKN2A、MMP1、SIRT1）表达及多数SASP因子（如IL-6、MCP-1）在两组间无显著差异，仅IL-8和IL-18在ND组分泌较高。
- 2.
趋化因子受体表达与迁移能力
OA MSCs持续表达CCR1-CCR7、CCR9、CXCR1-CXCR6等受体基因及蛋白，其中CCR9和CXCR2-CXCR6在蛋白水平稳定表达。CCL25在1000 nM浓度下可显著诱导OA和ND MSCs迁移（趋化指数分别为2.4-3.9和2.0-6.4），且该浓度处理未引起细胞凋亡或增殖抑制。
- 3.
CCL25的基因组学影响
CCL25处理OA MSCs后，共筛选出777个差异表达基因（DEGs），其中358个上调、419个下调。GO分析显示，这些基因显著富集于细胞迁移调控、增殖、凋亡及分化等生物学过程。KEGG通路分析提示细胞因子-细胞因子受体相互作用、TGF-β信号通路、PI3K-Akt通路等被激活。关键基因如CXCR4（上调2.5倍）、CXCL8（IL-8，上调14倍）及细胞外基质相关基因（COL1A1、MMP1等）表达变化显著，表明CCL25可能通过多通路协同调控MSCs的迁移与修复功能。
讨论
本研究首次综合评估OA骨髓MSCs的再生能力、衰老状态及趋化因子响应性，证实其与非OA供体MSCs具有可比性。CCL25不仅介导MSCs迁移，还通过调控CXCR4/CXCL12轴、代谢重编程（如AMPK/PI3K通路）及细胞因子网络影响其功能。然而，CCL25对细胞外基质代谢的潜在双重作用（如MMP1上调与胶原基因下调）提示需谨慎评估其临床应用风险。结合OA关节微环境特点，未来研究可探索CCL25与软骨保护因子联用，以优化原位组织工程策略。
结论
OA骨髓MSCs保留完整的再生能力与趋化因子响应性，CCL25可通过多通路激活增强其迁移与修复潜能。该研究为基于内源性MSCs的原位组织工程提供了理论支撑，并揭示了CCL25作为OA治疗靶点的可行性。
