人年紀(jì)大了，或者膝蓋受過傷，關(guān)節(jié)里的“軟墊”（軟骨）會(huì)慢慢磨壞，還會(huì)發(fā)炎、疼得走不動(dòng)路，這就是骨關(guān)節(jié)炎。為什么會(huì)這樣？

基于此，蘇州大學(xué)附屬第一醫(yī)院骨科周峰、郭炯炯研究團(tuán)隊(duì)在《Journal of Nanobiotechnology》雜志發(fā)表了“M2 macrophage-derived exosomal miR-26b-5p regulates macrophage polarization and chondrocyte hypertrophy by targeting TLR3 and COL10A1 to alleviate osteoarthritis”揭示了M2型巨噬細(xì)胞來源的外泌體miR-26b-5p通過靶向TLR3和COL10A1調(diào)節(jié)巨噬細(xì)胞極化及軟骨細(xì)胞肥大，從而緩解骨關(guān)節(jié)炎。

本研究發(fā)現(xiàn)，M2型巨噬細(xì)胞來源的外泌體富含miR-26b-5p。該miRNA可同時(shí)靶向TLR3（抑制M1巨噬細(xì)胞極化）和COL10A1（抑制軟骨細(xì)胞肥大），從而在體外調(diào)控炎癥微環(huán)境并保護(hù)軟骨。在ACLT誘導(dǎo)的骨關(guān)節(jié)炎小鼠模型中，關(guān)節(jié)內(nèi)注射miR-26b-5p激動(dòng)劑顯著改善步態(tài)異常、減輕機(jī)械性痛覺過敏，緩解滑膜炎與軟骨退變。結(jié)果表明，miR-26b-5p通過雙重靶點(diǎn)協(xié)同發(fā)揮抗炎與軟骨保護(hù)作用，基于外泌體遞送的miR-26b-5p有望成為骨關(guān)節(jié)炎治療的新策略。

圖一 M2型巨噬細(xì)胞外泌體的鑒定及其細(xì)胞攝取

與裂解細(xì)胞相比，M2型巨噬細(xì)胞來源的外泌體中顯著富集了外泌體標(biāo)志蛋白TSG101和HSP70。透射電鏡觀察顯示其具有典型的杯狀囊泡形態(tài)，納米顆粒跟蹤分析（NTA）進(jìn)一步證實(shí)粒徑主要分布在30–200 nm，符合外泌體特征，表明成功從細(xì)胞上清中分離出高質(zhì)量外泌體。

為驗(yàn)證攝取能力，作者用紅色熒光染料PKH26標(biāo)記M2外泌體，并與RAW264.7巨噬細(xì)胞、M1型巨噬細(xì)胞及ATDC5軟骨細(xì)胞共孵育。結(jié)果顯示，三類細(xì)胞的胞質(zhì)中均出現(xiàn)明顯紅色熒光，證明M2外泌體可被巨噬細(xì)胞和軟骨細(xì)胞有效內(nèi)吞，具備介導(dǎo)細(xì)胞間通訊的潛力。

圖二 miR-26b-5p調(diào)控TLR3信號(hào)通路

TLR3是一種能識(shí)別病毒或損傷細(xì)胞釋放的雙鏈RNA的免疫傳感器，也是驅(qū)動(dòng)巨噬細(xì)胞向促炎M1型極化的關(guān)鍵通路。研究發(fā)現(xiàn)，miR-26b-5p可直接靶向TLR3基因3'非翻譯區(qū)。在報(bào)告基因?qū)嶒?yàn)中，miR-26b-5p顯著抑制含野生型TLR3 3'UTR的熒光素酶活性，而突變結(jié)合位點(diǎn)后該抑制作用消失。

進(jìn)一步實(shí)驗(yàn)顯示，M1型巨噬細(xì)胞分泌大量炎癥因子（如IL-1β、IL-6、TNF-α、IFN-γ）并能上調(diào)TLR3表達(dá)；而過表達(dá)miR-26b-5p則有效抑制這一上調(diào)。此外，用TLR3激動(dòng)劑聚肌胞苷酸（Poly(I:C)）激活通路后，下游信號(hào)分子（TAK1、IKKα、p-IκBα、p-p65）顯著活化，而miR-26b-5p過表達(dá)可明顯削弱這一激活。

綜上，miR-26b-5p通過直接靶向TLR3，抑制其表達(dá)及下游NF-κB炎癥信號(hào)通路，從而發(fā)揮抗炎作用。

圖三 miR-26b-5p對(duì)骨關(guān)節(jié)炎小鼠疼痛行為的影響

作者通過切斷小鼠前交叉韌帶構(gòu)建骨關(guān)節(jié)炎模型，隨后每周向關(guān)節(jié)內(nèi)注射一次經(jīng)修飾的miR-26b-5p激動(dòng)劑，持續(xù)四周。

步態(tài)分析（）顯示，與對(duì)照組相比，治療組小鼠左右后肢擺動(dòng)時(shí)間更趨平衡，印跡面積、支撐比例、擺動(dòng)速度等指標(biāo)均有改善。

此外，VonFrey測(cè)試表明，miR-26b-5p治療提高了縮足閾值（即減輕了機(jī)械性疼痛敏感），說明該療法能部分緩解骨關(guān)節(jié)炎引起的步態(tài)異常和疼痛，改善關(guān)節(jié)功能。

總結(jié)

綜上所述，M2型巨噬細(xì)胞來源的外泌體miR-26b-5p可能成為治療骨關(guān)節(jié)炎的有效手段。關(guān)節(jié)腔內(nèi)注射miR-26b-5p能夠減輕滑膜炎癥和軟骨退化，其潛在機(jī)制可能涉及miR-26b-5p通過靶向TLR3和COL10A1，介導(dǎo)巨噬細(xì)胞重極化并抑制軟骨細(xì)胞肥大。因此，本研究可為開發(fā)骨關(guān)節(jié)炎治療的潛在策略提供理論依據(jù)。

文章來源

https://doi.org/10.1186/s12951-024-02336-4

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