靶向抑制病理性成纤维样滑膜细胞外囊泡分泌缓解骨关节炎：蛋白质组学分析与细胞效应

这篇研究揭示了骨关节炎(OA)中成纤维样滑膜细胞(FLS)来源的细胞外囊泡和颗粒(EVPs)的关键致病作用。通过蛋白质组学分析发现，炎症和衰老FLS分泌的EVPs具有独特分子特征，可破坏软骨细胞稳态、促进巨噬细胞M1极化和损害间充质干细胞(BMSC/ADSC)成软骨分化。研究团队开发了滑膜靶向AAV9载体递送shRNA抑制Rab27a，显著减轻小鼠OA模型关节退化，为OA治疗提供了新型疾病修饰策略(DMOAD)。

　　

引言

骨关节炎(OA)作为最常见的关节退行性疾病，其发病机制涉及复杂的细胞间通讯异常。近年研究发现，成纤维样滑膜细胞(FLS)在OA病理过程中扮演关键角色，但其通过细胞外囊泡和颗粒(EVPs)介导的致病机制尚未阐明。本研究通过整合临床样本、动物模型和公共数据库分析，首次系统揭示了FLS来源EVPs在OA进展中的多维度调控作用。

材料与方法

研究采用C57BL/6J小鼠构建内侧半月板失稳(DMM)模型，通过超速离心法分离FLS分泌的EVPs。运用透射电镜(TEM)、纳米颗粒追踪分析(NTA)和Western blot验证EVPs特性。蛋白质组学采用Astral质谱仪进行DIA模式检测，数据分析使用DIA-NN软件。体外实验涉及原代软骨细胞、RAW264.7巨噬细胞及骨髓/脂肪来源间充质干细胞(BMSC/ADSC)的3D pellet培养模型。

结果

3.1 OA FLSs的EVP分泌增加

转录组分析显示OA滑膜中RAB27A表达显著上调，与炎症(IL6、MMP13)和衰老标志物(CDKN2A)呈正相关。体外诱导炎症(IL-1β)和衰老(博来霉素)的FLS分泌EVPs数量增加2-3倍，直径保持50-150nm典型特征，CD9/CD63/CD81阳性而Calnexin阴性。

3.2 病理性EVP的蛋白质组特征

质谱鉴定出Sen-EVP含蛋白种类最多(1,258种)，Inf-EVP(987种)和Ctr-EVP(642种)次之。PCA分析显示各组显著分离，Sen-EVP富集DNA修复相关蛋白，Inf-EVP则富含IL-17信号通路成分。值得注意的是，MMP3/13等软骨降解酶在病理性EVP中均显著升高。

3.3 EVP的多细胞破坏效应

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  软骨细胞：Inf-EVP处理使SA-β-gal⁺细胞增加4倍，Col2a1表达下降60%，EdU⁺增殖细胞减少50%

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  巨噬细胞：Inf-EVP诱导iNOS⁺ M1型比例达78%，TNF-α分泌量升高3.2倍

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  MSCs：Sen-EVP使BMSC pellet的SOX9表达降低70%，Alcian blue染色面积减少62%

3.4 靶向治疗突破

构建HAP-1肽修饰的AAV9-shRab27a载体，关节腔注射后滑膜转染效率达83%，而肝脏分布<5%。治疗组OARSI评分降低58%，滑膜MMP13⁺区域减少72%，血清ALT/AST等指标无异常。

讨论

该研究创新性地提出"FLS-EVP-OA轴"概念：病理性EVPs如同"分子特洛伊木马"，将FLS的病理状态传递给关节内其他细胞。靶向抑制Rab27a的策略相比传统抗炎治疗具有双重优势——既阻断致病信号传播，又保留生理性EVPs。蛋白质组数据揭示Inf-EVP与Sen-EVP存在52种共同差异蛋白，包括14-3-3ζ等潜在生物标志物。

结论

研究证实FLS来源EVPs是OA进展的关键介质，开发的滑膜靶向AAV9载体为临床转化提供新思路。未来可进一步探索：① EVP亚群异质性 ② Rab27a上游调控机制 ③ 联合干细胞治疗的协同效应。该成果为开发首个小核酸类OA疾病修饰药物(DMOAD)奠定基础。