不同MSCs衍生EVs在骨质疏松症治疗中的应用（二）

不同MSCs衍生EVs在骨质疏松症治疗中的应用（二）

二、脂肪间充质干细胞（ADSCs）衍生EVs治疗OP

（一）ADSC-EVs治疗OP的分子机制

在自体骨髓间充质干细胞移植治疗OP的研究中，一些研究人员认为，OP患者BMMSCs的成骨分化能力有所减弱。因此，利用具有类似成骨分化潜力的ADSCs的替代研究和治疗干预措施已经启动。源自脂肪来源的干细胞（ADSC-Exos）的外泌体由于存在类似的生物活性化合物而表现出类似于其祖细胞的治疗特性。这些ADSC-Exos能够调节免疫反应、炎症和促进血管生成，所有这些都有助于维持骨平衡。此外，它们通过特异性激活Hedgehog信号通路阻碍ADSCs的成脂分化。来源于ADSCs的细胞外囊泡（ADSC-EVs）不仅富含参与骨代谢和MSCs迁移的生长因子和细胞因子，而且有效抑制巨噬细胞驱动的破骨细胞分化。

（图片来源于网络）

研究发现1：静脉注射ADSC-EVs可以抵消骨质疏松小鼠的骨丢失，因为核因子-κB配体受体激活剂（RANKL）天然抑制剂和骨保护蛋白高度集中在ADSC-EVs中。此外，ADSC-EVs中存在的miR-21-5p和let-7b-5p可阻碍破骨细胞分化并降低与骨吸收相关的基因表达，从而促进BMMSCs的迁移。因此，ADSC-EVs代表了OP治疗的一种潜在的脱细胞治疗方法。

研究发现2：ADSCs衍生的外泌体通过上调Bcl-4/Bax比率，显著减弱了H/SD诱导的MLO-Y2细胞凋亡和破骨细胞生成，这表明其在年龄相关骨病中具有治疗潜力。ADSCs衍生的外泌体也表现出相当大的抑制炎症的潜力。

研究发现3：ADSCs衍生的外泌体在糖尿病OP中的抗骨质疏松作用和分子机制，发现它们通过抑制破骨细胞中NLRP3炎症小体的激活来缓解这种情况。

近年来，由于过度使用Dex，糖皮质激素诱导的骨质疏松症（GIOP）的发病率增加，目前有研究利用ADSCs衍生的外泌体进行治疗,GIOP主要由氧化应激和线粒体损伤引起。

研究发现4：来源于ADSCs的外泌体能有效地对抗Dex对MC3T3-E1细胞的氧化损伤。这是通过促进Nrf2核转位和随后激活下游酶HO-1来实现的。此外，这些外泌体有助于减少Dex诱导的活性氧（ROS）的积累，并防止线粒体膜电位的恶化。

（二）ADSC-EVs的工程改造

修改或改造EVs的内容物可以改变或增强其治疗能力。

研究发现1：从过表达miR-146a的ADSCs中获得富含miR-146a的外泌体，以探索其对抗破骨细胞介导的炎症的防御特性。研究结果表明，在糖尿病OP大鼠模型中，ADSCs衍生的外泌体miR-146a有效地减弱破骨细胞在葡萄糖浓度升高时释放的促炎细胞因子的产生，引起炎症小体的失活，阻碍骨吸收，并最终改善骨损失。

经验证据表明，ADSC-EVs可以增强钛（Ti）医用植入物的生物相容性。

研究发现2：将生物素化的MSC-EVs组装到生物素掺杂的聚吡咯钛（Bio-Ppy-Ti）表面上，与纯钛相比，在体外表现出优异的细胞相容性和骨诱导性能，从而提供了有前景的临床应用。

研究发现3：一种新型无细胞组织工程骨构建体的开发和评估，该构建体通过将ADSC-Exos与聚乳酸-羟基乙酸（PLGA）支架相结合来实现，显著增强骨再生，并为骨组织工程提供了开创性的治疗范型。

三、来自其他MSCs衍生的EVs治疗OP

（一）脐带间充质干细胞衍生的EVs（UCMSC-EVs）

研究发现1：利用UCMSC-EVs衍生的EVs在后肢卸载（HLU）诱导的废弃OP（DOP）大鼠模型中的应用进行了一项研究。结果显示，这些EVs增强成骨能力、减少骨髓脂肪、减少骨吸收，最终有助于骨质疏松啮齿动物的骨量保存和骨强度增强。

研究发现2：人类UCMSCs衍生的外泌体通过AKT信号通路增强绝经后OP的成骨作用。

（图片来源于网络）

研究发现3：UCMSC-EVs对小鼠模型中卵巢切除术诱导的绝经后OP和尾部悬吊诱导的DOP的治疗效果。蛋白质组学评估表明，EVs可以通过外源性递送强效骨诱导蛋白CLEC11A（C型凝集素结构域家族11，成员A）来促进BMMSCs从成脂分化向成骨转化。

研究表明，成骨前诱导可以提高外泌体移植的治疗效果。

研究发现4：将不同浓度的成骨细胞与UCMSC-Exos共培养，并比较OVX小鼠的治疗结果，发现由成骨分化诱导的外泌体表现出更强的促成骨作用，尽管促进成骨细胞增殖的能力减弱，潜在机制值得进一步调查。

（二）人诱导多能干细胞衍生的EVs（hiPSC- EVs）

研究发现1：来源于人诱导多能干细胞（hiPSCs，hiPSC-MSC-Exos）的MSCs在OVX大鼠中分泌的外泌体。hiPSC-MSC-Exos在体内和体外刺激血管生成和骨再生，在其功效和外泌体浓度之间表现出剂量-反应关系。

（图片来源于网络）

研究发现2：使用大鼠股骨不连模型得出了类似的结论。

最近，科学家们通过将Ser-Asp-Ser-Ser-Asp（SDSSD）肽与hiPSC- EVs结合，构建骨靶向EVs并将小RNA-siShn3转移到其中，开发了一种膀胱递送系统。发现这些EVs可增强狭缝引导配体3的表达，最终促进成骨，抑制破骨细胞，并治疗OP。

研究发现3：设计了一种基于来源于诱导多能干细胞（iPSCs）工程外泌体BT Exo-si Shn3的MSCs分泌物的外泌体递送系统。骨靶向肽的修饰赋予BT-Exo-siShn3向成骨细胞特异性递送siRNA的能力。成骨细胞中Shn3基因的沉默增强了成骨分化并促进了血管生成，实现了多方面的抗骨质疏松作用[。

（三）尿源性干细胞衍生的EVs（USC-EVs）

遗传和表观遗传变异可能会阻碍iPSCs的应用，因此需要鉴定一种可获得、安全和方便的替代干细胞来源，以收获有利于骨重塑和再生的EVs。与其他外泌体相比， USC-EVs可以毫不费力地、无限制地从人类尿液中获得。

研究发现1：向OVX小鼠静脉注射从28岁健康雌性获得的USC-EVs，发现OVX诱导的所有参数都在8周内恢复，而三点弯曲试验显示，USC-EVs恢复了OVX引发的骨强度降低。

接下篇：工程化MSCs来源的EVs增强骨质疏松症的治疗（三）