文章标题：Inflammatory Fibroblast-Like Synoviocyte DerivedExosomesAggravate osteoarthritis via Enhancing MacrophageGlycolysis
中文标题：炎症性成纤维细胞样滑膜细胞来源的外泌体通过增强巨噬细胞糖酵解加重骨关节炎
发表期刊：Advanced Science
发表时间：2024年月
影响因子：15.1/Q1
研究背景
骨关节炎（OA）是一种以关节软骨退化和滑膜炎症为特征的慢性退行性关节疾病，它给患者带来严重的疼痛和功能损伤。目前对OA的治疗主要针对症状缓解，对病因机制的认识不足阻碍了有效治疗方法的开发。滑膜炎症被认为是OA发病和进展的关键因素。滑膜中成纤维样细胞（FLS）和巨噬细胞数量增加并相互作用，导致滑膜炎症加剧。但是FLS与巨噬细胞之间的细胞交流机制还不清楚。外泌体作为细胞间通信的新途径日益受到关注。
研究方法
在这项研究中，首先通过临床标本和动物模型观察到OA期间FLSs的外泌体分泌上调，以及体外IL‐1β‐刺激的FLSs。炎性FLSs衍生的外泌体诱导巨噬细胞的经典活化，在共培养系统和关节内注射试验中导致随后的软骨形成抑制。高糖酵解随后被证实是触发外泌体刺激后M1极化的潜在免疫代谢机制。此外，HIF1A被确定为控制外泌体触发的糖酵解的主转录因子，并且靶向HIF1A已显示出缓解OA的潜力，部分原因是通过减少外泌体炎症的传播。
研究结果
1.骨关节炎滑膜和炎症性FLSs中外泌体分泌升高
为了探讨炎性滑膜细胞来源的外泌体在骨关节炎发生过程中的作用。作者通过免疫组化等方法检测RAB27A（调控外泌体生成的关键蛋白）在骨关节炎患者和动物模型滑膜中的表达。利用IL-1β刺激小鼠和人滑膜细胞，分离炎性滑膜细胞和正常滑膜细胞分泌的外泌体。通过Western blot和NTA等手段检测和鉴定外泌体。研究发现骨关节炎患者和动物模型滑膜中RAB27A表达增加；炎性滑膜细胞分泌的外泌体数量也显著增多。
2.炎症性FLS衍生的外泌体在M1极化中的病理作用
采用共培养系统检测不同处理的滑膜细胞对巨噬细胞极化标志物的影响。利用炎性和正常滑膜细胞分泌的外泌体分别刺激巨噬细胞，检测M1和M2型极化标志物的表达。关节内注射外泌体，观察滑膜病理变化。通过RNA测序分析外泌体刺激对巨噬细胞基因表达的影响。研究发现炎性滑膜细胞来源的外泌体可以促进巨噬细胞向M1促炎细胞因子表型极化。
3.炎性fls衍生外泌体巨噬细胞诱导共培养软骨细胞的骨关节炎样表型
为了检验M1型巨噬细胞对软骨细胞的影响。作者利用共培养系统让分别受未受损伤的外泌体和炎性fls衍生外泌体刺激的巨噬细胞与软骨细胞共培养。通过苏木精-伊红染色、免疫荧光、Western blot等手段检测软骨细胞的蛋白多糖合成、基质相关蛋白表达、凋亡情况等。
4.关节内注射炎性fls衍生外泌体可加速小鼠实验性骨关节炎
为了检验在小鼠骨关节炎模型中验证炎性fls衍生外泌体的作用。作者在DMM小鼠骨关节炎模型中给予关节腔炎性fls衍生外泌体或未受损伤的fls注射。通过组织染色、免疫组化等方法检测关节软骨和滑膜的病理变化。研究发现与未受损伤的fls组相比，炎性fls衍生外泌体组显示滑膜炎症加剧，软骨退变加重。因此这部分实验表明，来自炎性滑膜的外泌体能通过促进巨噬细胞M1化，进一步导致软骨细胞功能异常，加重骨关节炎。
5.由炎性fls衍生外泌体触发的高糖酵解促进m1样极化和巨噬细胞炎症
利用Western blot检测巨噬细胞糖酵解相关酶蛋白表达。Seahorse实验检测细胞外酸化率。代谢组学分析检测糖酵解代谢产物。使用2-DG抑制糖酵解观察对巨噬细胞的影响。研究发现炎性fls衍生外泌体可以激活巨噬细胞的糖酵解途径，抑制糖酵解可以减轻炎性fls衍生外泌体诱导的巨噬细胞M1极化。
6.HIF1A的药理抑制在体内外减轻OA
在炎性fls衍生外泌体刺激巨噬细胞前使用PX-478抑制HIF1A。将处理过的巨噬细胞与软骨细胞共培养检测软骨细胞的表型变化。在DMM骨关节炎小鼠模型中给予PX-478注射，观察关节病理改变。研究发现抑制巨噬细胞HIF1A可以减轻其对软骨细胞的不良影响，以及减轻小鼠模型关节炎症。
文章小结
本研究研究强调了inf - exo在加速OA中的作用，并表明inf - exo引发的巨噬细胞功能障碍可能为OA治疗提供了一条新的途径。如果您对生信分析和公共数据库挖掘感兴趣，但时间和精力有限或者缺乏相关经验，小骨非常乐意为您提供如下服务：免费思路评估、付费方案设计和生信分析等，有意向的老师欢迎联系小骨哦！
