编辑推荐：
为解决骨关节炎（OA）缺乏有效疾病修饰疗法的问题，研究人员开展了槲皮素预处理间充质干细胞外泌体（Que-Exo）治疗 OA 的研究。结果显示 Que-Exo 能减轻炎症、促进软骨修复，为 OA 治疗提供了新策略。
骨关节炎（Osteoarthritis，OA）是一种常见的退行性关节疾病，就像关节的一场 “慢性灾难”。它主要表现为软骨降解和炎症，全球有超过 3 亿患者深受其害。目前的治疗方法大多只能缓解症状，无法从根本上阻止疾病进展。非甾体抗炎药（NSAIDs）虽能止痛，却会加速软骨侵蚀；关节内注射皮质类固醇只能暂时抑制炎症，还会抑制软骨祖细胞的活性；关节置换术在疾病晚期虽有一定效果，但存在假体失败和感染等风险。寻找能同时阻断炎症信号通路、激活软骨合成代谢途径的药物迫在眉睫。
在这样的背景下，广州中医药大学第八临床医学院、佛山市中医院等机构的研究人员开展了一项意义重大的研究。他们将目光聚焦在槲皮素和间充质干细胞外泌体（Mesenchymal stem cell-derived exosomes，MSC-Exos）上。槲皮素是一种源自中药的生物活性黄酮类化合物，具有抗炎和保护软骨的特性，但它的溶解度低、生物利用度差，限制了其疗效。而 MSC-Exos 作为一种新兴的治疗手段，在组织修复方面展现出巨大潜力，还能作为天然载体增强药物的稳定性和靶向性。研究人员推测，用槲皮素预处理 MSC-Exos，或许能放大其抗炎和促进软骨再生的效果，同时克服槲皮素的药代动力学障碍。该研究成果发表在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》上，为骨关节炎的治疗带来了新的希望。
研究人员为开展此项研究，用到了以下几个主要关键技术方法：首先是分离与鉴定技术，从 6 周龄 C57BL/6 小鼠的股骨和胫骨中分离骨髓间充质干细胞（Bone marrow-derived mesenchymal stem cells，BMSCs），用槲皮素预处理后提取外泌体（Que-Exo），并通过透射电子显微镜（TEM）、动态光散射（DLS）等技术对其进行鉴定；其次是细胞实验技术，分离小鼠原代软骨细胞，用白细胞介素 - 1β（IL-1β）刺激构建炎症模型，然后用 Que-Exo 等处理，通过实时荧光定量聚合酶链式反应（RT-qPCR）、蛋白质免疫印迹法（Western blot）等检测相关基因和蛋白表达；再者是动物实验技术，构建前交叉韧带横断（ACLT）诱导的 OA 小鼠模型，分组给予不同处理，通过组织学染色（H&E 染色、Safranin O 染色）和评分（OARSI 评分）评估软骨损伤情况；最后还运用了多组学技术，包括 RNA 测序（RNA-seq）和定量蛋白质组学分析，探究 Que-Exo 作用的分子机制。
研究结果如下：
- 工程化外泌体的表征与评估：通过质谱分析发现槲皮素是中药骨宝丸的主要成分。对 Que-Exo 的分析显示，其具有典型的球形形态，粒径约 100nm，大小稳定且带负电荷，成功检测到槲皮素，同时通过 Western blot 确认了外泌体标记物 CD81 和 CD63，表明外泌体成功分离且质量良好。
- 工程化外泌体改善 IL-1β 诱导的软骨细胞炎症变化：在 IL-1β 刺激的软骨细胞实验中，RT-qPCR 和 Western blot 结果表明，Que-Exo 显著降低了促炎基因 Mmp9、Cox-2 的表达，同时上调了软骨修复基因 Sox9 和 Collagen II 的表达。免疫荧光分析也证实了 Que-Exo 能有效恢复 Collagen II 的表达，降低 MMP9 的表达，在抑制炎症和促进软骨保护方面优于未修饰的外泌体。
- Que-Exo 处理软骨细胞的差异基因表达和通路富集分析：RNA 测序结果显示，Que-Exo 处理组与对照组相比，有 752 个基因上调，89 个基因下调。KEGG 通路富集分析发现，PI3K-AKT 信号通路等显著富集，该通路对细胞存活、增殖和代谢至关重要，表明 Que-Exo 可能通过影响这些通路发挥作用。GO 富集分析表明，差异基因主要参与 RNA 代谢过程和细胞应激反应等生物学过程。
- Que-Exo 处理软骨细胞的差异蛋白质表达和通路富集分析：定量蛋白质组学分析鉴定出 472 个上调和 474 个下调的蛋白质。亚细胞定位分析显示大多数蛋白质位于细胞质。KEGG 通路富集分析再次证实 PI3K-AKT 信号通路显著富集，还涉及细胞周期调控和代谢等相关通路。GO 富集分析表明，差异蛋白质参与细胞应激反应、RNA 加工等生物学过程。
- Que-Exo 处理 IL-1β 刺激软骨细胞的转录组和蛋白质组整合分析：整合分析发现，基因和蛋白质表达存在一定相关性。KEGG 通路富集分析显示，谷胱甘肽代谢、细胞因子 - 细胞因子受体相互作用等通路显著富集，表明 Que-Exo 对细胞功能有广泛影响。GO 富集分析表明，Que-Exo 对细胞结构和信号传导相关的分子功能有重要作用。
- Que-Exo 对 ACLT 诱导的 OA 小鼠模型的保护作用：在 OA 小鼠模型中，组织学分析显示，Que-Exo 处理组的软骨降解和蛋白多糖损失明显减轻，OARSI 评分显著降低，表明 Que-Exo 能有效保护软骨完整性，减轻 OA 的严重程度。
研究结论和讨论部分指出，本研究表明 Que-Exo 不仅提高了槲皮素的生物利用度，还增强了其软骨保护和抗炎作用。Que-Exo 能显著降低促炎基因和蛋白的表达，抑制炎症和软骨基质降解。多组学分析揭示了其作用的关键分子通路，尤其是 PI3K-AKT 信号通路。在动物模型中，Que-Exo 有效减轻了软骨损伤。这些发现为 OA 的治疗提供了一种有前景的新方法，将外泌体的再生潜力与槲皮素的治疗优势相结合，有望推动骨关节炎治疗从缓解症状向疾病修饰治疗的转变，为未来临床研究奠定了坚实基础，也为其他退行性疾病的治疗提供了新思路。
