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为探究内源性骨髓间充质干细胞（MSCs）来源外泌体对骨组织稳态的作用，研究人员敲除 VPS33B 以抑制 MSCs 外泌体分泌。发现 VPS33B-cKO 小鼠骨丢失提前等，Y-Exo 可改善相关表型，机制涉及 miR-136-3p、miR-146a-5p 靶向通路，为治疗老年骨质疏松提供思路。
随着人口老龄化，与细胞衰老相关的骨骼退行性疾病如骨质疏松症日益成为重要健康问题。间充质干细胞（MSCs）在骨组织稳态维持中起关键作用，其分泌的外泌体被广泛研究用于组织修复与再生，但内源性骨髓 MSCs 来源外泌体在骨稳态维持中的具体贡献一直未明确。阐明这一机制不仅有助于深入理解骨衰老的发生过程，也为开发针对性干预措施提供理论依据。
为解答上述科学问题，研究人员开展了相关研究（论文发表于《Experimental Gerontology》）。
研究人员主要采用了以下关键技术方法：通过基因编辑技术构建 VPS33B 条件性敲除（VPS33B-cKO）小鼠模型；分离培养野生型和 VPS33B-cKO 小鼠的 MSCs；利用荧光标记摄取实验验证外泌体的自分泌途径；通过高通量测序和生物信息学分析筛选外泌体中差异表达的微小 RNA（miRNA）；采用细胞增殖实验、流式细胞术检测细胞衰老标志物、Western blot 分析 PI3K-Akt 和 NF-κB 通路相关蛋白表达；进行骨髓腔内移植外泌体的在体实验观察对年龄相关骨丢失的影响。
研究结果
VPS33B 缺失导致小鼠骨稳态失衡
通过对比 VPS33B-cKO 小鼠与野生型小鼠，发现敲除小鼠出现早发性骨丢失，骨重塑过程失衡，伴随骨髓间充质干细胞数量减少和骨髓炎症水平升高。体外培养 VPS33B-cKO 小鼠来源的 MSCs，显示其自我更新、增殖能力下降，成骨分化受损，细胞衰老标志物（如 β- 半乳糖苷酶）表达显著增加，证实 VPS33B 依赖性外泌体分泌缺陷与 MSCs 衰老密切相关。
年轻 MSCs 来源外泌体（Y-Exo）改善衰老表型
将野生型年轻小鼠 MSCs 来源的外泌体（Y-Exo）与 VPS33B 缺陷型 MSCs 共培养，发现 Y-Exo 可显著逆转衰老相关表型，包括增强细胞增殖、抑制炎症因子分泌。荧光标记实验显示，MSCs 可通过自分泌途径摄取外泌体，提示外泌体的自分泌循环对维持 MSCs 功能至关重要。
Y-Exo 通过特定 miRNA 调控关键通路
通过对比 Y-Exo 与衰老 MSCs 来源外泌体的 miRNA 谱，发现 miR-136-3p 和 miR-146a-5p 在 Y-Exo 中高度富集。机制研究表明，miR-136-3p 通过靶向 PI3K-Akt 通路促进细胞增殖，而 miR-146a-5p 通过抑制 NF-κB 通路减轻炎症反应。进一步在体实验显示，骨髓腔内移植 Y-Exo 可有效缓解年龄相关的 MSCs 耗竭和骨丢失，验证了外泌体疗法的潜在疗效。
研究结论与意义
本研究揭示了内源性 MSCs 来源外泌体通过自分泌信号通路调控细胞衰老、维持骨组织稳态的新机制。具体而言，VPS33B 依赖性外泌体分泌缺陷会导致 MSCs 衰老加速和骨稳态失衡，而年轻 MSCs 来源的外泌体（Y-Exo）通过递送 miR-136-3p 和 miR-146a-5p，分别靶向 PI3K-Akt 和 NF-κB 通路，发挥抗细胞衰老和抗炎作用。这些发现不仅阐明了骨衰老的分子机制，还为老年骨质疏松症的治疗提供了新策略 —— 利用年轻 MSCs 来源外泌体干预 MSCs 衰老，有望成为一种安全有效的再生医学手段。此外，研究中建立的外泌体自分泌调控模型为理解干细胞 - 细胞外囊泡互作在组织稳态中的作用提供了新视角，对其他衰老相关疾病的研究具有借鉴意义。
