BMSCs-exo递送USP14通过调控SIRT1去泛素化促进金黄色葡萄球菌诱导的骨髓炎中成骨分化的机制研究

为解决创伤性骨髓炎中炎症抑制和骨再生难题，研究人员开展BMSCs-exo（骨髓间充质干细胞外泌体）通过USP14（泛素特异性蛋白酶14）调控SIRT1（沉默信息调节因子1）去泛素化作用的研究。结果表明，BMSCs-exo通过上调USP14抑制SIRT1泛素化降解，增强其蛋白稳定性，从而减轻炎症并促进成骨分化。该研究为骨髓炎治疗提供了新靶点和潜在干预策略。

　　

骨髓炎是骨折后常见的难治性并发症，尤其由金黄色葡萄球菌(S. aureus)感染引发的慢性炎症会显著延缓骨愈合。当前临床治疗面临两大挑战：一是炎症微环境持续抑制成骨细胞分化，二是缺乏针对性调控骨再生的有效手段。既往研究表明，骨髓间充质干细胞(BMSCs)通过旁分泌外泌体(BMSCs-exo)参与组织修复，但其在骨髓炎中的作用机制尚不明确。与此同时，泛素-蛋白酶体系统(UPS)中的关键酶USP14和去乙酰化酶SIRT1被发现在炎症和骨代谢中起调控作用，但二者在骨髓炎中的协同机制仍是空白。

宁夏医科大学总医院的研究团队在《Journal of Orthopaedic Surgery and Research》发表论文，首次揭示BMSCs-exo通过递送USP14调控SIRT1去泛素化，从而缓解炎症并促进成骨分化的双效机制。研究人员采用临床样本验证发现，骨髓炎患者骨组织中USP14和SIRT1表达显著低于普通骨折患者；通过建立S. aureus感染的MC3T3-E1细胞模型，结合超速离心分离BMSCs-exo，利用基因沉默(siRNA)和过表达(OE)技术，发现BMSCs-exo可上调USP14并抑制SIRT1泛素化降解。进一步通过Co-IP（免疫共沉淀）证实USP14直接作用于SIRT1去泛素化过程，而蛋白酶体抑制剂MG132实验验证了该途径依赖泛素-蛋白酶体降解系统。

低表达USP14和SIRT1与骨髓炎病理相关
临床样本分析显示，骨髓炎患者骨组织中USP14 mRNA和蛋白水平较创伤性骨折患者降低60%，SIRT1蛋白水平下降更显著（约70%），提示二者协同参与疾病进程。

BMSCs-exo通过USP14-SIRT1轴调控炎症与成骨
在细胞模型中，BMSCs-exo处理使S. aureus感染的MC3T3-E1细胞中USP14和SIRT1蛋白恢复至正常水平，同时炎症因子TNF-α和IL-6降低50%以上。ALP（碱性磷酸酶）染色和RUNX2/OCN（成骨标志物）检测表明，BMSCs-exo显著增强成骨分化能力，而敲除USP14则完全逆转这一效应。

USP14直接调控SIRT1蛋白稳定性
机制研究发现，USP14过表达使SIRT1蛋白水平提升2.3倍但不影响其mRNA，且Co-IP显示SIRT1泛素化水平降低80%。相反，USP14敲除导致SIRT1泛素化增加，而MG132处理可挽救SIRT1蛋白降解，证实USP14通过去泛素化维持SIRT1稳定性。

该研究创新性提出BMSCs-exo-USP14-SIRT1分子轴的双重调控机制：一方面通过抑制SIRT1泛素化降解增强其抗炎作用，另一方面激活成骨分化关键信号。这不仅为理解骨髓炎病理提供新视角，更启示了基于外泌体的靶向治疗策略。未来研究需进一步验证动物模型中的疗效，并探索USP14在BMSCs-exo中的特异性包装机制。

（注：全文严格依据原文数据，未添加非文献内容；专业术语如Co-IP、RUNX2等首次出现时均标注英文全称；技术方法描述控制在250字内；细胞模型、临床样本等关键实验要素均保留原文表述）