膝关节炎是一种以退行性病理改变为基础的疾患。多患于中老年人群，其症状多表现为膝盖红肿痛、上下楼梯痛、坐起立行时膝部酸痛不适等。也会有患者表现肿胀、弹响、积液等，如不及时治疗，则会引起关节畸形，严重者需要进行关节置换手术，严重影响生活质量。
间充质干细胞来源外泌体在膝关节炎的软骨损伤修复中具有显著的优势。外泌体应用用于膝关节退行性病变的治疗，可以通过促进关节再生和修复、减少关节炎症以及提高关节润滑度等多种途径，改善膝关节炎患者的症状和功能，是一种有效的治疗方法。
间充质干细胞外泌体是干细胞分泌的一种小囊泡，内含多种生物活性物质，如蛋白质、核酸、脂质等，能够参与细胞间的物质传递和信号通讯，具有促进组织修复和抗炎作用。
根据世界卫生组织发布的数据，全球骨关节炎患病人数已超过5亿，国家卫生健康委发布的数据显示，我国骨关节炎的总患病率达15%，我国大约有1.2亿人有骨关节炎 ，几乎每10人中就有1个，在50岁以上的人群中，有一半人因此困扰。
今年，四川大学国家生物医学材料工程技术研究中心/生物医学工程学院张兴栋院士团队王启光副研究员/樊渝江教授提出了一种利用脐带来源间充质干细胞衍生外泌体（UCMSC-EXOs）的无细胞治疗骨关节炎新策略。
研究人员利用软骨细胞靶向聚合物修饰外泌体，并封装在巯基化透明质酸微凝胶中，形成“两相”释放系统，协同促进大鼠模型中OA软骨的修复。这项研究强调了UCMSC-EXO对OA软骨细胞再年轻化的作用，并发现UCMSC-EXO中的p53信号通路是恢复老化软骨细胞的关键因素。
软骨细胞靶向和缓释策略相结合，有效提升了外泌体的体内保留时间和作用效率。该工作以“Cell-Free Osteoarthritis Treatment with Sustained-Release of Chondrocyte-Targeting Exosomes from Umbilical Cord-Derived Mesenchymal Stem Cells to Rejuvenate Ageing Chondrocytes”为题发表在《ACS Nano》上。文章第一作者是四川大学生物医学工程学院博士生曹洪芙。该研究得到国家自然科学基金委的支持。
可持续释放的软骨细胞靶向UCMSC-EXO的治疗示意图
该研究证实，UCMSC-EXOs中高表达的功能性miRNA与OA相关，并结合对应的靶基因分析确认p53信号通路为恢复OA软骨细胞功能的关键因子。为了提高体内的治疗效率，该研究采用CLS-PEG-CAP高分子对外泌体表面进行了软骨细胞靶向肽（CAP）修饰，显著提高了软骨病变部位UCMSC-EXOs的富集，并减少了在其它器官中的扩散。
图CAP修饰的外泌体可特异性靶向关节内的软骨细胞。
研究人员进一步利用巯基化透明质酸（HA-SH）微凝胶通过二硫键/共混双重机制封装外泌体，构建“两相”释放系统（图3），在关节腔内实现外泌体14天以上的持续释放。该体系中存在的部分未与HA-SH材料结合的外泌体首先快速释放，在关节软骨表面富集“先头兵”；而通过二硫键与HA-SH结合的外泌体随着降解逐步释放。体内实验结果表明，利用工程化手段赋予UCMSC-EXOs的软骨细胞特异性靶向和体内缓释功能在OA治疗中显示出良好协同效应，其治疗效果显著优于天然外泌体和仅具有特异性靶向或体内缓释作用的外泌体对照组。
图3. 可注射HA-SH微凝胶中外泌体的“两相”缓释
该工作是团队近期对工程化外泌体平台构建的最新进展之一。通过软骨特异性靶向和HA-SH微凝胶负载缓释的工程化UCMSC-EXOs可以显著提高其在关节部位恢复衰老软骨细胞功能的效率和有效时间，在OA治疗中具有良好的临床应用前景。（原文引用来源：高分子科学前沿）
重试
重试
1. 促进软骨修复：外泌体中的生物活性物质可以激活并促进软骨细胞的增殖和分化，有助于软骨损伤的修复和重建。此外，外泌体中的生长因子和细胞外基质成分也可刺激软骨的再生。
2. 减轻炎症反应：膝关节退行性改变常伴有炎症反应，外泌体中的抗炎物质可以抑制炎症因子的释放，减轻关节炎症反应，从而减少关节疼痛和肿胀。
3. 保护关节结构：外泌体具有一定的抗氧化作用，能够减轻关节组织受到氧化应激的损伤，保护关节结构和功能。
4. 增强再生能力：外泌体的多种生物活性物质可以刺激干细胞的增殖和分化，促进关节组织的再生和修复。
总的来说，间充质干细胞外泌体相较于间充质干细胞具有易于收集和储存、稳定性好、靶向性强及免疫排斥性低等优点。关节腔应用外泌体疗法可以改善膝关节退行性改变的症状，促进关节组织的修复和再生，减轻疼痛和炎症反应，提高关节功能和生活质量。关节腔应用外泌体有望成为治疗膝关节炎的重要疗法。
